石林县水务局 

摘要    通过勘察分析月湖水库存在的主要问题，有针对性地提出水库除险加固措施，减少月湖水库渗漏，恢复水库功能。

关键词    月湖水库  存在问题  除险加固

工程概况

月湖水库位于石林县城西北，距县城28km，属珠江流域南盘江水系，水库系巴江上游岩溶洼地积水，于明神宗十三年(1585年)、民国三十年(1943年)及新中国(1954年以后)筑堤建闸，开挖引水沟增蓄而成的人工控制天然湖泊，总库容1100万m3，蓄水864万m3。灌区内有农田1.2万亩，通过联合天生关闸、老挖闸、跃宝山闸等灌溉渠系及库内抽水站，近期灌溉农田0.274万亩。主要建筑物有天生关闸坝、跃宝山闸、月湖老闸坝、大老挖闸坝。水库运行期间在天生关闸及大老挖闸附近发现库水明显渗漏，月湖闸砌石护坡挡墙变形开裂。2003年以来，水库蓄水一年比一年少，湖水面临干涸的严峻形势。

2007年7月，经有关部门鉴定月湖水库为病险水库，大坝评定为三类坝，并于2008年至2010年进行了除险加固。

存在的主要问题

水库在人工不断改造增蓄过程中，蓄水对促进当地农业发展发挥了重要作用，经济效益和社会效益十分显著。但由于水库在历史建设过程中，大部分项目系通过组织当地群众投工投劳建设，施工质量差，加之水库地处典型的喀斯特岩溶地区，工程渗漏严重，水库面临干涸的严峻形势。经水库安全鉴定评价，水库存在的主要问题有以下几方面：（1）主坝正常工况下抗滑稳定安全系数不满足规范要求；副坝浆砌块石贴护坡护面挡墙存在一锯齿状裂缝，延伸长＞10m，宽2cm～5cm，副坝结构已发生严重破坏。月湖闸、大老挖闸基底应力大于红粘土承载力下限100kPa，小于上限150kPa。天生关闸、跃宝山闸基底最大应力与最小应力之比不满足规范要求。（2）根据闸体下游出口水力坡降计算，坝、闸体均理论上不会发生渗透破坏。但坝、闸体的出口水力坡降均按水流水平出流考虑，此时渗径较长，实际在月湖水库地区，由于土体下岩溶发育，溶蚀强烈，上覆土体不厚，水流存在垂直流动，土体下存在岩溶发育，水流向溶洞时，在水重力及渗透作用下，垂直渗径较短，实际发生渗透破坏是必然的，主、副坝及月湖闸、大老挖闸、天生关闸发生的实际渗透破坏属此情况。（3）主坝抗震稳定安全系数不满足规范要求。（4）水库观测设施及仪器不完备。

除险加固措施

月湖水库主要建筑物由四座挡水兼灌溉输水涵闸及2座挡水坝（1座主坝、1座副坝）组成，根据月湖水库大坝安全鉴定结论，本次除险加固的主要内容包括：对挡输水涵闸存在的闸基渗漏及绕闸渗漏问题，采取帷幕灌浆进行防渗处理；采用灌浆方式为主，对主、副坝进行防渗加固处理；针对主、副坝及月湖闸、大老挖闸、天生关闸发生过实际渗透破坏情况，采取帷幕灌浆拆除重建等措施进行处理；对主要渗漏库段内的溶洞、漏斗、落水洞进行灌浆、回填混凝土等措施进行处理；对于一般渗漏库段采取回填混凝土等措施进行处理；设置水情监测设施等。

一、 闸坝处理

天生关闸作新建处理，新建天生关闸位于原天生关闸上游与之距离为82m，由取水闸及左、右岸非溢流坝段组成。坝顶高程1914.200m，坝顶宽度2.5m，最大坝高7.80m。左、右岸非溢流坝为C15埋石混凝土，左岸非溢流坝坝顶长度36.26m，右岸非溢流坝坝顶长度为35.44m，坝体断面上游坡垂直，下游坡1:0.75。取水闸为C20钢筋混凝土结构，闸顶与非溢流坝同高，闸体宽3.5m，长4.5m，高7.8m。进水口底板高程1908.900m，工作闸门孔口尺寸1.2m×1.2m，手电两用螺杆式启闭机启闭。检修闸门为叠梁门，门槽尺寸0.2m×0.2m。

大老挖闸进行改建，将原闸体拆除，在上游新建C20钢筋混凝土结构取水闸，使其后的涵管为无压流。取水闸闸顶高程1914.200m，宽3.5，长5m，高8.9m，进水口底板高程1906.800m，工作闸门孔口尺寸1.2m×1.2m，手电两用螺杆式启闭机启闭，检修采用叠梁门，门槽尺寸0.2m×0.2m。

月湖闸坝只针对其左岸坝体裂缝作挖除重新砌筑处理其余布置不变。

二、 防渗处理

（1）天生关闸

天生关闸拆除新建+帷幕灌浆；

原天生关闸拆除，新建天生关闸高7.8m，宽3.5m，长4.5m，闸顶高程1914.200m，进口底板高程1908.900m，工作闸门孔口尺寸1.2m×1.2m，采用平板钢闸门，检修闸门为叠梁门，门槽尺寸0.2m×0.2m。

对于新建天生关闸根据工程布置原则及工程地质情况，沿帷幕灌浆轴线布置灌浆防渗帷幕，其中在新建天生关闸闸体左、右非溢流坝段坝基按双排孔布置，其余地段按单排孔布置。双排孔布置长73.48m。单排孔布置长394.5m。防渗顶界高程为1412.040m，防渗底界按防渗帷幕深度控制原则确定，则最大孔深55.68m，最小孔深9.91m。单排孔帷幕孔距1.5m。双排孔帷幕孔距2m，排距1.5m，其上游排帷幕为主帷幕，下游排为副帷幕，副帷幕深度现阶段考虑为主帷幕的二分之一。

灌浆施工分三个顺序进行，由稀到密，I序孔距6m，II序孔距3m，II、I序孔距1.5m。基岩段采用自下而上孔内循环不待凝分段灌浆法。采用纯水泥浆灌注，水泥采用R32.5普通硅酸盐水泥。

按灌浆孔总数的10%布置检查孔、先导孔，先导孔抵达设计帷幕底线以下6m。

（2）天生关闸～坟山箐抽水站

采取帷幕灌浆方案进行处理，防止水库在蓄到正常蓄水位时向西边渗漏。防渗顶界高程为1412.040m，防渗底界控制标准原则上深入弱透水层1m(按10Lu控制)，考虑到岩溶地区灌浆的特殊性，按防渗帷幕深度控制原则确定。本地段最大孔深41.67m，最小孔深20.19m。按单排孔布置，孔距1.5m。帷幕灌浆布置线范围长度589.5m。

（3）月湖闸(主坝)

将主坝有裂缝部分左右两侧各2m的浆砌块石拆除，对于该部位基础根据现场实际情况进行夯实，如发现不利地基则进行换土回填，基础先浇筑0.2m厚钢筋混凝土底板，然后用C15埋石混凝土重力坝进行恢复。主坝坝顶围墙拆除，为坝顶进行帷幕灌浆留出施工场地，帷幕灌浆顶高程1412.040m，灌浆防渗底界10Lu控制，本阶段根据防渗帷幕深度控制原则确定，深度为18m~30m不等，灌浆孔孔距1.5m，采用单排孔，分为坝体灌浆和基岩灌浆两部分。

（4）大老挖闸(副坝)

副坝坝基帷幕灌浆方案+原闸体拆除重建

基岩灌浆中间坝体段19.4m范围帷幕灌浆顶高程至副坝坝体与其下基岩结合部，其余部位帷幕灌浆顶高程为1412.040m，防渗底界按防渗帷幕深度控制原则确定，则最大孔深38m，最小孔深12.8m，单排孔布置，孔距1.5m。

（5）溶洞及落水洞处理

① 落1、落2、落3、落4、落5、洞1的处理

根据地质已经查明的《水库区外围已查明的主要岩溶形态发育特征一览表》有针对性地对这些漏水点进行处理，处理原则为:对于处于帷幕灌浆中心线1914.00m高程以上的落水洞不处理，以下进行回填混凝土进行处理。

②洞4、洞8的处理

洞4位于上月湖南侧养鱼塘库盆边，分布高程约1909m，洞口宽约1m，高0.3m，不规则，向内变深变宽，沿层面发育，出露岩性为岩溶发育之灰岩，水库蓄水至此时沿该溶洞向SW渗漏。对于洞4首先进行扩挖清基，然后碎石和块石回填再进行C15混凝土浇筑封闭洞口。

洞8位于上月湖东侧库盆，分布高程约1908m，顺层面溶蚀，洞口已被水淹没，可见深度＞1m，出露地层D3i。对于洞8首先进行扩挖清基，然后碎石和块石回填再进行C15混凝土浇筑封闭洞口。

三、 帷幕灌浆

（1）灌浆孔布置

帷幕孔单排孔孔距为1.5m，双排孔孔距2m，排距均为1.5m，两排孔之间呈三角形交错排列。各排帷幕孔分三序施工。

（2）帷幕深度

防渗顶界高程为1912.04m，防渗底界控制标准为：灌浆前进行简易压水试验，a）当连续三个灌浆段岩体透水率q≤10Lu灌浆结束后即可终孔；b）当达到设计孔深后，岩体透水率q仍大于10Lu时，继续加深灌浆帷幕，当岩体透水率q≤10Lu或孔深已达65m时灌浆结束后即可终孔。c)达到本阶段帷幕灌浆深度控制原则经现场论证也可终孔。

（3）灌浆方式方法

灌浆孔分三序施工。灌浆顺序为：双排孔先灌上游排孔，后灌下游排孔，同排中先灌Ⅰ序孔，再灌Ⅱ序孔，最后灌Ⅲ序孔。

灌浆方法：可选用自上而下分段灌浆法、自下而上分段灌浆法或孔口封闭灌浆法。

灌浆方式：可采用循环式灌浆或纯压式灌浆。

（4）灌浆材料和浆液

灌浆浆液采用水泥浆液，水泥采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，其强度等级不低于32.5。

（5）灌浆段长及压力

灌浆段长5m～6m，特殊情况下可适当缩短或加长，但不大于10m。

初拟灌浆压力为：Ⅰ序孔、Ⅱ序孔均为0.8MPa，Ⅲ序孔1.0MPa。

（6）浆液配比

水灰比采用5、3、2、1、0 .8、0 .5等6个比级，开灌水灰比可采用5。

（7）灌浆结束标准

采用自上而下分段灌浆法时，达到设计压力后，当注入率不大于1L/min时，继续灌注60min结束。

采用自下而上分段灌浆法时，达到设计压力后，当注入率不大于1L/min时，继续灌注30min结束。

（8）质量检查

按灌浆孔总数的10%布置检查孔，每个库段均应布置检查孔，防渗标准为透水率q≤10Lu。

（9）灌浆试验

正式灌浆前应选择有代表性坝段进行生产性灌浆试验，确定合理的灌浆参数。

四、 安全监测系统
    增设水库观测设施及水情测报设施。

五、 工程实施中特殊情况处理

月湖水库除险加固工程实施过程中，由于水库地处典型的喀斯特岩溶地区，帷幕灌浆遇到一些特殊情况，经工程建设管理局会同参建商议，采取应对措施，取得明显防渗效果。

（1）帷幕灌浆实施过程中遇单孔吃浆量较大情况处理措施

月湖水库除险加固工程帷幕灌浆中，对单孔吃浆量比较大的孔，采取先灌注一段时间，洗孔待凝后又复灌的处理措施，在保证帷幕厚度的同时防止浆液大量串入岩溶通道，有效控制了工程投资。

（2）对与大流量出水点相连通的灌浆孔的处理措施

月湖水库除险加固工程帷幕灌浆中，天生关闸后有一明显出水通道，且渗水量较大，工程施工过程中，发现一些孔与通道明显连通，单孔灌浆时，浆液大量从通道串出，但堵渗效果不明显，后经工程建设管理局研究，发现有孔与通道连通时，先不进行灌浆，待发现多个孔与通道连通时，采取多孔群孔灌浆方式处理，经处理，渗漏通道被全部封堵，取得了非常明显的效果。

结语

月湖水库除险加固后，水库存在的病险得到有效根治，使水库蓄水逐步得到恢复，水库1.2万亩灌区灌溉得到逐步恢得，在2009年至2012年石林县连续遭遇百年一遇特大干旱情况下，水库在保障了周边群众生活用水条件下，还保障灌区农作物的正常栽插，工程效益已初步体现。经过运行观测，水库运行正常，工程安全可靠，达到了除险加固的目的。 同时，月湖水库除险加固的成功，也为石林县在喀斯特岩溶地区病险水库除险加固拓展了思路，积累了经验。