理论教育 江垭水库:120m高程廊道排水孔喷砂处理效果

江垭水库:120m高程廊道排水孔喷砂处理效果

时间:2023-10-28 理论教育 版权反馈
【摘要】:后经强排疏干廊道积水后发现,喷出砂砾石达26m3,廊道顶拱亦被喷出的砂砾石打出深5cm的凹坑,说明喷出水流速度甚高。左岸地下水位由240m下降至185m。2)为阻隔或减少山坡地下水向帷幕后排水孔的渗流,利用127m高程导流洞,在正交岩层走向方向设阻水防渗帷幕,共钻灌25个帷幕灌浆孔,孔距3m,孔深37~80m,灌浆压力0.5~0.8MPa。此外,为加强幕后排水,在147m高程以上2号灌浆廊道的幕后增设排水孔201个,孔深5~10m和25~35m。

江垭水库:120m高程廊道排水孔喷砂处理效果

(一)排水孔喷砂概况

江垭大坝基础河床段防渗帷幕是在坝轴线下游平行于坝轴线5m的120m高程基础廊道中施工的。在该廊道内除布设3排防渗帷幕灌浆孔外,在帷幕下游即廊道的下游侧,布设有幕后排水孔1排。廊道混凝土底板厚6m左右,排水孔孔深30~40m,孔距3~4m,平时多有水排出,渗量微弱。1999年6月26~29日连降暴雨,3d降雨量达266mm,30日凌晨位于8号坝段的1号、2号、6号排水孔突然发生孔喷,有高压水柱挟带大量砂砾石喷出孔口,廊道全部被水淹没,水位达146m,廊道内积水自1号施工支洞自流排出,稍后水位回降至140.85m。后经强排疏干廊道积水后发现,喷出砂砾石达26m3,廊道顶拱亦被喷出的砂砾石打出深5cm的凹坑,说明喷出水流速度甚高。为查明孔内涌砂部位,随后在2号、6号排水孔内用彩色电视进行观察,确认2号孔深36m处和6号孔深34m处有较大溶蚀的空洞裂隙存在,对应该孔深部位为F26断层和K202层面溶隙。

(二)排水孔喷砂原因分析

在查明确切的涌水涌砂部位后,对产生喷砂现象的原因进行了分析,认为主要是原左岸河边W25岩溶泉泉域的地下水排泄出口通道因建坝被堵,加之左岸帷幕折转向上游延伸,完全封闭了img岩层可能沿层面溶隙向河床方向的渗流通道,雨季左岸帷幕反向形成地下水渗流的阻水帷幕,使帷幕山体一侧水位短时升高(左岸240m高程地下水水位长观孔在暴雨时有水溢出孔口),加之左岸规模较大的层面溶隙K201、K202、K203、K301、K302、Kd等因构造溶隙的发育而相互连通(勘探期间曾进行连通试验,证明连通)。且上述层面和构造溶隙有较大的溶蚀空间可以储存一定水量,在高地下水位作用下,与排水孔连通的溶隙充填物(黏土、河砂和砾石)因管涌冲蚀终至发生大量高速孔喷现象,并挟带砂砾石喷出孔口。一旦溶隙中储存水量流失、水位降低至正常地下水位以后,大量喷水现象即告停止,排水孔喷水喷砂是由于地下水排泄通道受阻而造成的,与水库蓄水无水力联系。

(三)处理措施

根据上述成因分析,为防止类似事故再次发生,除对排水孔已出现的敞开的溶蚀裂隙涌水通道进行封堵外,重要的应是完善并加强左岸山体的排水系统,使之在雨季地下水能有正常的安全的排泄通道,特别是不能再经幕后排水孔涌出大量地下水,幕后排水孔的作用应主要是排泄帷幕渗水以降低坝基扬压力。处理的顺序应是先排水,给地下水以出路,再封堵。为此进行了以下处理:

1)为防止再降暴雨时再次出现排水孔大量涌水,决定利用与岩层走向呈正交且高程较低的导流洞和2号施工支洞作为排泄地下水的通道,在导流洞中向下打临时排水孔6个,孔距6m,孔深47~65m,在2号支洞中向下打临时排水孔20个,孔距3m,孔深65~80m,排水孔打穿img岩组,以便排除左岸原W25泉域地下水。经1999年8月28日再次暴雨时检查,26个排水孔中有19个孔口自流排水,达到临时排水效果。左岸地下水位由240m下降至185m。(www.daowen.com)

2)为阻隔或减少山坡地下水向帷幕后排水孔的渗流,利用127m高程导流洞,在正交岩层走向方向设阻水防渗帷幕,共钻灌25个帷幕灌浆孔,孔距3m,孔深37~80m,灌浆压力0.5~0.8MPa。

3)对各坝段帷幕后排水孔已被冲空的溶隙空洞进行注浆封堵,防止因幕后出现空洞导致幕体破坏。在5号、6号、7号、8号坝段共封堵12孔,采用低压注浆,对有较大空洞的孔段灌注水泥砂浆,压力0.5~0.8MPa,另外对6个排水量明显增大的排水孔也进行补灌注浆封堵,补灌后重钻排水孔,但孔深控制在不打穿K201、K202

4)优化左岸山体的排水设计,新设两组排水洞系统。其一是在导流洞中开洞,洞深220m,穿过img各岩组,该排水洞距帷幕最小距离为48m,以确保在施工开挖中不影响帷幕的安全;其二是在2号施工支洞151m高程开洞,洞深198m,亦穿过img岩组。各洞内都打排水孔,孔距5m,孔深10~15m,共打120个。上述排水洞在挖穿K203、K202、K201时都见有大量地下水排出,证明排水效果良好。

此外,为加强幕后排水,在147m高程以上2号灌浆廊道的幕后增设排水孔201个,孔深5~10m和25~35m。

在进行上述排水和封堵处理后,对河床帷幕特别是7号、8号坝段帷幕进行补强灌浆。

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