布西水电站渗漏治理

李 伟

(中国电建昆明勘测设计研究院有限公司，云南 昆明 650011)

1 概述

布西大坝蓄水后渗漏量逐年增加，为了保证大坝运行的安全稳定，2019年进行了坝址区渗漏原因的全面分析，2020年进行了相应的治理，治理后渗漏量明显减少，达到了设计预期。渗漏原因分析及相应的治理措施，对岩溶地区的大坝渗漏治理有一定的借鉴意义。

2 基本情况

2.1 枢纽及渗漏情况

2.2 渗漏原因及通道

2019年在综合前期设计及施工资料、补充物探检测、地勘工作的基础上，基本查明了渗漏原因及通道。

1)左岸渗漏通道。左岸趾板混凝土与基岩接触带(约高程3 257.4 m以上的部位)、泄洪洞控制段底板混凝土与基岩接触部位存在渗漏情况。属裂隙型渗漏+缺陷导致的接触渗漏。渗漏通道自库区左岸岸坡、泄洪洞底板及趾板接触带→沿左岸坝轴线下游坝体与坝基表部破碎岩体→进入量水堰左侧。

3)面板渗漏。根据面板检测数据显示，2018年进行了面板脱空处理后，2019年检测时仍发现27处脱空，板脱空区域主要位于大坝右部18号、21号、22号、28号和29号面板，在高程上主要分布于EL.3 237 m～EL.3 259 m之间。同时面板亦发现多处止水破损及面板裂缝。

3 渗漏治理方案

布西大坝的渗漏处理采用了综合治理措施，根据实际地质情况，采取了针对性的帷幕灌浆处理，同时对大坝面板破损部位、脱空部位进行了修复。

3.1 右岸帷幕防渗处理

右岸大理岩及结晶灰岩区域多为陡倾角的溶蚀裂隙，在前期的历次治理中也进行铅直孔过帷幕灌浆处理，但是效果不明显。本次设计结合右岸的渗漏分析，采取了斜孔帷幕灌浆处理的方案。

1)帷幕轴线的确定。右岸帷幕灌浆轴线沿原有的帷幕轴线布置，拟布置2排灌浆帷幕，上游侧为主帷幕，下游侧为副帷幕。

2)帷幕灌浆边界确定。帷幕灌浆顶界按正常蓄水位高程3 300 m控制。帷幕灌浆起点自趾板帷幕灌浆高程3 240.00 m以上。

帷幕灌浆终点位于右岸灌浆洞末端。帷幕灌浆底界主要依据地勘压水试验成果，同时结合原帷幕灌浆底界的情况综合确定，孔深以进入透水率小于3 Lu且位于地下水位以下的相对隔水层5.0 m控制，设计灌浆深度介于45 m～143.7 m之间。

3)帷幕灌浆设计。帷幕孔距2.0 m，排距1.5 m，梅花形交错布置，灌浆轴线总长度253 m。趾板部位主帷幕、副帷幕右倾20°，坝肩部位主、副帷幕铅直左倾20°，形成交叉的帷幕网。帷幕灌浆采用孔口封闭法，自上而下进行灌浆，分Ⅲ序加密。

灌浆材料采用普通硅酸盐水泥，水泥细度通过80 μm方孔筛的筛余量不大于5%，初拟灌浆水灰比为5，3，2，1，0.5，灌浆压力控制见表1，帷幕设计剖面见图2。

表1 帷幕灌浆压力表

3.2 左岸固结灌浆

根据地勘成果，左岸放空洞混凝土底板与基岩接触部位、混凝土浇筑存在一定缺陷，因此在左岸放空洞闸室段结合左岸帷幕灌浆进行固结补强。

泄洪洞固结灌浆顶界为3 295.00 m，固结灌浆底界以高程3 285 m控制。

固结灌浆共布置6条灌浆轴线，泄洪洞闸室上游侧布置4排灌浆孔，灌浆孔排距3 m，孔间距分别为1.5 m，0.75 m(闸墩边侧)；闸室下游布置2排，灌浆孔排距2.5 m，孔间距分别为1.5 m，0.75 m(闸墩边侧)。固结灌浆孔深10 m，每5 m一个灌段，按照分排分序加密的原则，初拟Ⅰ序孔灌浆压力为0.5 MPa，Ⅱ序孔灌浆压力为1 MPa。

先实施泄洪洞轴线、闸墩边侧3条纵向轴线的灌浆孔(轴线上先Ⅰ序孔，后Ⅱ序孔)，再实施泄洪洞轴线两侧灌浆孔(先Ⅰ序孔，后Ⅱ序孔)。

3.3 左岸帷幕灌浆

左岸帷幕灌浆轴线基本按照原设计帷幕轴线的走向，其中灌浆轴线在泄洪洞进口混凝土基础段为了便于施工，同时兼顾混凝土侧墙与基岩接触的部位的固结灌浆，适当调整了轴线的走向。

1)帷幕轴线的确定。布西电站在建设期间进行过帷幕灌浆及补灌工作，为了保证本次处理效果，轴线基本按照原设计帷幕轴线的走向，其中灌浆轴线在泄洪洞进口混凝土基础段为了便于施工，同时兼顾混凝土侧墙与基岩接触的部位的补强。

2)帷幕灌浆边界确定。帷幕灌浆顶界按正常蓄水位高程3 300 m控制。帷幕灌浆起点自原趾板帷幕灌浆高程3 240.00 m以上。帷幕灌浆终点在左岸灌浆洞末端。

3)帷幕灌浆底界主要依据地勘压水试验成果，同时结合原帷幕灌浆底界的情况综合确定，孔深以进入透水率小于3 Lu且位于地下水位以下的相对隔水层5.0 m控制，设计灌浆深度介于10 m～80 m之间。

4)帷幕灌浆设计。沿趾板及坝肩单排布置帷幕轴线，孔距1.5 m，帷幕灌浆孔为铅直孔，采用Ⅲ序加密，孔口封闭法，自上而下灌浆。灌浆总长度205 m。灌浆材料及压力同右岸帷幕一致。

3.4 面板缺陷处理

1)脱空部位处理。

a.脱空区在面板上布置注浆孔，孔径40 mm，注浆孔间排距3 m，每块面板一个脱空区沿面板坡向不少于2排孔，且上排孔应布置在脱空区顶部，两端的灌浆孔距离面板分缝2 m。b.脱空区注浆采用自流式充填脱空间隙灌浆，注浆时原则由孔口自流注入，不起压，从面板脱空区下部开始往上逐级注浆。c.脱空部位采用水泥、粉煤灰(Ⅱ级)混合浆液灌浆处理，当脱空区域小于2.5 cm混合浆液材料比例(重量比)为水泥∶粉煤灰∶水=1∶9∶10，大于2.5 cm混合浆液材料比例(重量比)为水泥∶粉煤灰∶水=1∶9∶5。

灌浆结束检查合格后采用与面板同强度的NE-Ⅱ型环氧砂浆进行封堵。

2)A型裂缝(缝宽小于0.2 mm的浅表裂缝)处理。

a.对混凝土基面进行打磨处理(裂缝两侧各10 cm)，除去混凝土表面浮皮和污物。将裂缝两侧各7.5 cm处打磨成倒三角形，沿裂缝走向两端各延伸2 m，其深度约为3 mm。b.高压水清洗混凝土表面灰尘、浮渣，至表面干净。待混凝土表面干燥后，用环氧腻子填补混凝土表面较大的孔洞。c.裂缝表面晾干后,沿打磨区域涂刷界面剂，刮涂20 cm 宽的SK单组分聚脲柔性防护涂层，并复合10 cm宽单层胎基布。

3)B型裂缝(缝宽大于0.2 mm、小于0.5 mm的非贯穿性裂缝)。

a.沿混凝土裂缝两侧交叉打45°斜孔与缝面相交，孔径为φ18 mm,孔距为30 cm～40 cm,孔深为裂缝深度2/3。造孔后，进行清孔。b.灌浆孔上安装灌浆嘴，检查灌浆孔是否与缝相通。c.对竖直裂缝，灌浆自下而上逐孔灌注，对于水平裂缝，灌浆自一端向另一端逐孔灌注。起始孔开始进浆时灌浆压力为0.3 MPa，根据进浆速度逐级缓慢提升，灌浆正常结束标准为：缝面溢浆或者在0.5 MPa最高压力下，不再有浆液灌入，再持续灌注屏浆5 min后即可结束。灌浆材料选用SK-E改性环氧树脂浆材。d.灌浆结束待灌浆材料固化后，卸除灌浆嘴，采用环氧砂浆封堵灌浆孔。

4 治理效果评价

目前，布西大坝渗漏治理后的观测资料，库水位为3 297.04 m(距离正常蓄水位3.0 m)，渗漏量为108.6 L/s，较2019年最高水位3 295.67 m时的渗漏量694 L/s减少了585.4 L，减少约84.35%，同国内同类型工程比较，布西大坝目前渗漏量已较小，总体上治理效果十分明显，治理后的效果对比见图1。

5 结语

1)面板堆石坝的渗漏除了面板、止水外，坝基及绕坝渗漏也应重点关注。特别是岩溶地区，其渗漏问题更加复杂，需要采取多种手段、全面分析，准确找到渗漏通道是确保治理效果的关键。

2)对于岩溶发育且裂隙以陡倾角为主的地区，采用常规的铅直孔进行帷幕灌浆效果可能达不到预期，采用更多穿过裂隙的斜孔帷幕可取得较好效果。