（云南润晶水利电力工程技术股份有限公司   650011）

摘要：本文论述了帷幕灌浆在王家湾水库拱坝防渗处理中的应用，采用帷幕灌浆防渗处理，防渗效果良好，具有推广价值。

关键词：拱坝水库除险加固大坝防渗

1.概况

王家湾水库位于昆明倘甸区凤合镇王家湾村上游400米处，水库距凤合街镇7km，距昆明140km。王家湾水库位于普渡河水系洗马河上游，洗马河发源于联合乡大庙山，河源高程3261m，河道呈反“S”形。王家湾水库始建于1977年9月，原设计坝高36.7米，设计库容520万m³，历时17年，到1994年建成时，坝高23.2米，库容220万m³。2005年为充分利用水库资源进行发电，水库大坝加高4米，坝顶高程为2104.2米，最大坝高为27.2米，库容增为333万立方米。根据王家湾水库大坝注册登记表，王家湾水库集水面积118.4km²，总库容333.0万m³，兴利库容220.0万m³，最大坝高27.2m，坝顶长120.0m，为混凝土重力拱坝，灌溉面积0.6万亩。本次复核，水库除险加固后总库容为216万m³，净坝高27.2m，坝长106.2m，径流面积118.4 km²，灌溉面积0.6万亩，工程规模为小（一）型，工程等别为Ⅳ等，主要建筑物级别为4级，次要建筑物级别为5级。水库设计洪水重现期为50年一遇（P=2%），校核洪水重现期为500年一遇（P=0.2%）。

王家湾水库主要建筑物有混凝土重力拱坝、输水涵洞、泄洪洞。

大坝为混凝土重力式拱坝，2104.2m～2100.2m坝体采用埋石混凝土填筑，2100.2m以下坝体中部采用埋石混凝土，坝面采用M7.5浆砌块石衬砌，坝顶平均宽5.0m。大坝上游面垂直，下游面由坝脚至坝顶，砌石体宽度逐渐变窄，（ 2104.2m～2100.2m坡面垂直，2100.2～2093.3m坡比为1:0.29，2093.3m～2091.0m坝面垂直，2091.0m为宽5.3m的平台，2091.0m～2086.0m坝面垂直，2086.0m处为宽1.4m的引水沟，2086.0m～2077.0m坡面垂直）。大坝左岸非溢流段长40.5m，右岸非溢流坝段长19.8m。溢流坝段长45.9m，溢流坝段为薄壁堰，堰顶高程2105.0m，溢流坝段无溢流面，泄流直接冲刷下游坝坡及平台。大坝防浪墙顶部高程2105.70m。左右坝肩下游侧设重力墩。

2. 除险加固设计方案的选择

根据王家湾水库枢纽建筑物存在的主要病险及原因、渗流稳定、抗滑稳定计算成果，结合工程实际，本着安全、经济的原则，通过相应的工程措施对枢纽建筑物进行除险加固设计，主要处理措施如下：

（1）新建大坝表孔溢洪道，对大坝坝体、坝肩及坝基做帷幕灌浆防渗；

（2）更换输水涵洞出口闸阀。

（3）更换泄洪洞闸门止水。

3.大坝防渗设计

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3.1.大坝渗漏情况

现场检查时，大坝存在明显渗漏情况，渗漏点主要集中在高程2100.2m～2093.3m，有多股股状流水。右坝肩重力墩附近，在水库高水位时，见散浸现象，重力墩表面潮湿。分析原因：坝体埋石混凝土填筑质量差，砂浆充填不饱满，岩性多为碎块状，块石料与砂浆分离明显，砂浆部分被溶蚀，在多年运行后，出现了渗漏通道。

据钻孔揭露，坝基及两坝肩岩体为强风化玄武岩，坝基强风化厚6.0m～7.4m,左坝肩强风化岩体厚10.4m，右坝肩强风化岩体厚14.8m，岩层走向与坝轴线小角度相交，倾向上游微偏右岸。

强风化岩体共进行了4段注水试验和5段压水试验，以中等透水为主，注水试验结果为6.51×10^-4cm/s～3.37×10^-3cm/s，压水试验结果为3.62Lu～77Lu。

弱风化岩体共进行了27段次压水试验，压水试验结果为0.74Lu～29.88 Lu。从试验成果看，以弱透水为主，仅有3段为中等透水性，透水性较大的部位分布在坝基与右侧及右坝肩下部位置。

总体上看，强风化岩体透水性较强，具中等透水性，弱风化岩体除坝肩及坝基右侧局部部位外，主要为弱透水层，相对隔水。

3.2.防渗方案比较

针对王家湾水库的工程规模及坝体渗水情况，坝体、坝基及坝肩防渗初拟两个方案：一是坝体、坝肩、坝基都采用帷幕灌浆处理；二是对坝基及坝肩进行帷幕灌浆防渗处理，坝体防渗采用防渗面板防渗。

方案一：坝体、坝肩及坝基采用帷幕灌浆防渗。

灌浆轴线沿坝坝轴线布置，防渗帷幕为单排孔，分三序布孔，孔距1.5m，造孔总进尺4568.8m，灌浆总进尺3650.7m。坝体、坝基及坝肩都采用帷幕灌浆,灌浆材料为纯水泥浆。

方案二：坝体采用防渗面板防渗，坝肩及坝基采用帷幕灌浆防渗。

防渗面板沿拱上游侧将基础开挖至完整基岩后，浇筑2.0m宽、50cm厚的C20混凝土灌浆盖板，灌浆盖板表面要平顺，灌浆完毕后进行凿毛，然后浇筑F50W4C20混凝土防渗面板。在两坝肩分别延长3m,盖板宽1.5m。对原砌石坝体上游面进行凿毛和冲洗，设φ12@1.5m×1.5m连接筋，然后浇筑F50W4C20混凝土防渗面板，顶宽0.3m，底宽1.7m，坡比1:0.05。面板缝间距为15m左右，缝面涂3mm厚的乳化沥青，并采用止水铜片止水。两坝肩及坝基采用帷幕灌浆防渗。

从技术、经济、施工等方面综合考虑，结合王家湾水库的现状，王家湾水库泥沙淤积严重，已淤积74.0万方，坝前泥沙淤积厚度为8.0m以上，施工难度大，防渗面板基础淤积在短时间内根本无法开挖。且王家湾水库径流面积较大，导流施工洪水为4.51m³/s，导流难度大。且帷幕灌浆方案投资317.77万元，防渗面板方案投资359.44万元，帷幕灌浆方案投资低于防渗面板方案投资。因此坝体坝基及坝肩防渗推荐采用方案一。

3.3.大坝防渗设计

根据现场观测及钻孔资料，王家湾水库大坝渗漏量较大，为了满足大坝的防渗要求，大坝防渗采用坝体、坝肩及坝基帷幕灌浆的防渗方式。

灌浆轴线沿坝轴线，左坝肩向左外延42.0m，右坝肩向右外延40.8m，帷幕灌浆轴线总长189.0m。帷幕灌浆孔为单排孔布置，孔距1.5m。帷幕灌浆底界以5Lu为界控制；帷幕灌浆顶界为正常蓄水位2102.2m。帷幕灌浆钻孔总进尺4552.80m，灌浆总进尺3650.70m。

整个灌浆过程应将库水放空，以免浆液被渗漏水带走。灌浆孔按三序设计，孔距1.5m，最终施工时依据现场灌浆试验资料，调整灌浆参数。灌浆所用浆液的物理力学性质参照规范执行。帷幕灌浆采用单排孔，顺原坝轴线布设，坝体采用干法造孔、分段灌注、少灌多复、纯压式灌浆方法。初拟灌浆孔序为三序，孔距1.5m。灌浆采用纯水泥浆。灌浆压力、孔距及浆液配比通过灌浆试验确定。

灌浆前应对坝体集中渗漏点进行封堵，灌浆压力应从小到大，逐步加大。帷幕灌浆材料为纯水泥浆，灌浆压力可按P=P0+mD计算，初定为0.15～0.3MPa，灌浆压力根据现场灌浆试验确定。灌浆水灰比采用5:1、3:1、2:1、1:1、0.8:1、0.6:1、0.5:1等比级，灌浆时由稀到浓，逐渐变级，开浆水灰比采用5:1。

4.防渗效果分析

王家湾水库除险加固工程在施工过程中严格混凝土拱坝帷幕灌浆施工技术要求，严格现场帷幕灌浆的质量控制，且经过现场试验结果表明，帷幕灌浆各项性能指标均能满足设计要求，质量得到保证。该工程完工后蓄水运行，经过半年的运行，坝后无水溢出点，防渗效果较好，对于中小型病险水库的除险加固，具有较大的经济效益和很好的推广使用价值。