浅析惠州抽水蓄能电站下库坝f136断层处理方案

　　摘要：惠州抽水蓄能电站下水库大坝蓄水到197m高程(正常蓄水位▽231.0m)，坝基排水孔有水渗出，个别孔出水量较大，渗压计和测压管监测数据偏高。检查孔岩芯部分呈砂状，对此补充帷幕灌浆，灌浆过程中出现吸水不吸浆情况，加密、增排、高压灌浆等措施不明显情况下，对该部位补充化学灌浆。

　　关键词：抽水蓄能;断层;灌浆;

　　0引言

　　惠州抽水蓄能电站位于珠江三角洲东北面的惠州市博罗县城郊，下水库设计死水位▽205.0m,正常蓄水位▽231.0m,下库坝由一座主坝和一座副坝组成，主坝为碾压砼重力坝，设计坝顶高程236.17m，坝顶长度450m，最大坝高55.17m，呈南西～北东向布置，与河流夹角约50°;下游侧与河流近于垂直，两岸为重力坝段，河床为溢流坝段。副坝为粘土心墙堆石坝，坝顶高程237.36m，坝顶长度220m，最大坝高27.86m。

　　1地质概况

　　坝址区主要为燕山四期中细粒花岗岩(γ53(1))，局部为混合岩或煌斑岩脉。左岸全风化厚4～12.6m，右岸较薄;两岸强风化厚 2.4m～4.4m;河床和右岸局部缺失;弱风化较厚，除左右坝头部位埋深稍深外，两岸其它部位普遍较浅，河床部位裸露，但岩脉、断层较多，裂隙发育，发育少量缓倾角结构面，存在风化深槽，岩体呈次块状，局部呈镶嵌碎裂结构，以Ⅱ～Ⅲ类坝基为主，局部Ⅳ类坝基，右岸弱风化埋藏较浅，发育几条顺坡向(倾向河床)断层、岩脉，裂隙较发育，大部分岩体较完整，局部完整性差，Ⅱ类坝基为主，靠近河床和断层部位为Ⅲ～Ⅳ类坝基，

　　从主坝坝基开挖情况来看，影响比较大的断层分别为f254、f136、f255、f256、f257、f217、f140、f260。其中f136断层出露于河床，为顺河断层，产状N30～60W°E/NE∠80～85°，宽度3-5m，有两条主裂面构成，断层带为强-弱风化状的构造角砾岩、糜棱岩，轻度硅化，胶结较差，主裂面有近水平擦痕，下界面顺煌斑岩脉(X11)发育，两侧影响带较宽，呈裂隙密集带展布，断层带有渗水，开挖时在坝基靠下游挖了一几米深坑，积满水。本断层为主坝最主要的断层，f255：分布于河床，N40～50°W/NE∠80～88°，由两条平行破碎带组成,宽度分别为 b=0.6～1.2m、0.8～1.5m，断层带为弱风化碎裂岩、硅化角砾岩组成，有硅化现象，胶结较好。f256：分布于河床，N30～40°W/NE∠75～85°，在上游齿槽为一破碎带，往下游分成3条平行的破碎带，宽度分别为b=0.5～0.6m，断层带为弱风化碎裂岩、硅化角砾岩组成，有硅化现象，胶结较好。F136、f255、f256断层出露河床位置见图1-1。

　　在弱风化带进行124段钻孔压水试验，透水率为0.34～9.7Lu，平均值3.4Lu，大值平均值为5.79Lu，属弱透水性，按钻孔压水试验规程的计算公式近似换算渗透系数为K=7.5×10-5cm/s，作为弱风化带岩体的渗透系数代表值。在岩脉、断层破碎带共进行19段钻孔压水试验，岩石透水率为1.5～13Lu，平均值6.31Lu，属弱透水性，局部中等透水性。钻孔压水试验成果见表2-1。

　　表2-1下水库弱风化带钻孔压水试验成果汇总表

　　试验方法 压水试验透水率q(Lu)

　　风化分带 弱风化带 岩脉、断层

　　试验段数 124 19

　　最大值 9.7 13

　　最小值 0.34 1.5

　　平均值 3.4 6.31

　　大值平均值 5.79 8.52

　　渗透等级 弱 弱~中等

　　3初次处理措施

　　大坝整体做了固结灌浆和帷幕灌浆，固结灌浆孔深5m～6m，孔距3m，靠近坝上游设两排孔，靠近下游处设三排孔，排距均为3m;帷幕灌浆根据坝高及地质情况，下水库主坝布置两排帷幕灌浆，排距为1.5m,上游主帷幕布置在坝纵0+4.75m桩号，孔距1.5m，下游辅助帷幕布置在坝纵0+6.25m桩号，孔距1.5m。帷幕深度至3Lu线以下5m，主坝帷幕灌浆向左岸岸坡延伸25m，与副坝灌浆连接，形成完整的防渗体系。

　　另外针对下库主坝开挖揭露的地质情况，集合前期PSK05、ZK3016钻孔岩芯情况来看，岩体破碎带深入地表以下40~50m，完全清除掉量太大，进行了如下的处理方案：

　　首先对下库主坝桩号0+179~0+220断层发育，岩石破碎，透水性强部位进行了槽挖并回填砼处理。槽挖深度约6m，挖至高程175.5m。槽底布设φ18@200纵横钢筋网。在0+199桩号设一伸缩横缝，与该处坝基砼伸缩缝结合。其次对河床0+220～0+256段，原设计坝基面高程182.5m，因实际河床原地面高程为181～182.5m，故建基面下挖1.5m至181.0m高程。由于河床受f255、f256、f257及岩脉X11、X118等影响，裂隙很发育，岩体破碎，呈碎裂镶嵌结构，属AⅢ2类岩体，故对上游齿槽进行加深、全坝段进行基固结灌浆处理。

　　4二次处理措施

　　下库坝下水库于2007年10月23日下闸蓄水，2007年11月15日库前蓄水位为197m高程，坝基排水孔有水渗出，个别孔出水量较大，渗压计和测压管监测数据偏高。在下库坝布设检查孔，从检查孔的岩芯来看，0+168～0+231.5区域内钻孔深入基岩后还出现全风化，岩芯呈砂状。现阶段水位离正常蓄水位231m高程还比较远，为保证蓄水能正常进行。对桩号0+160～0+265范围和0+131.5～0+137.5和0+279～0+285坝基范围内加强帷幕灌浆，对构造发育部位及灌浆异常部位进行补充加密处理，0+160～0+265桩号范围新增一排帷幕灌浆孔，灌浆压力在 2.5Mpa～4Mpa，其中心线布置在原有的第一排帷幕灌浆孔下游0.5m，中心线桩号为坝纵0+5.25m，孔距1.5m，入基岩50m，保证穿过 f136断层。

　　从灌浆的过程来看，出现局部灌前简易压水透水率较小而耗灰量较大或透水性较大而耗灰量较小的反常情况，分析原因主要有两点：1做简易压水的压力为 1Mpa，而灌浆压力都在2.5～4Mpa，这样就有不少的灌浆段在压水试验时透水率很小(甚至q=0Lu)，而灌浆时由于有的裂隙被扩张，耗灰量比较大;2岩体风化程度比较深，为全风化带，压水试验时透水率较大，而灌浆时注入浆液很少，且有局部的吸水不吸浆现象。

　　桩号0+179～0+221范围帷幕灌浆过程中较多出现吸水不吸浆、塌孔、返砂现象，且灌后压水检查不合格的主要集中在此范围，监测成果也显示该段坝基扬压力偏大。对此做了普通水泥浆液和超细水泥浆液灌浆效果对比，从同一灌浆孔中透水率相近的情况下，普通水泥与特细水泥的注入量差异不大。灌浆结束后，分析灌浆成果发现，在提高灌浆压力、加排、加密、加深等措施后，仍然存在透水率偏大单耗偏小，涌水空段不吸奖或吸浆量很小等现象。出现透水率偏大单耗偏小的主要原因是微细裂隙用普通水泥和特细水泥浆得不到有效灌注。配合观后压水检查，不合格坝基主要集中在0+179～0+221段。[!-- empirenews.page--]

　　下水库蓄水后，在增加帷幕孔施工前库区水位为▽192m，排水孔排水总量为54L/min。目前大坝蓄水位▽213.7m,排水孔排水总量为6L/min考虑到排水孔在帷幕施工过程中受水泥浆液堵塞，暂未进行扫孔，因此该数据不能真实反映坝基渗水量。

　　通过分析灌浆资料和对比加强帷幕灌浆前后的检测成果，对0+179~0+221范围帷幕进行化学灌浆补强，其中心线布置在原有的第一排帷幕灌浆孔下游 0.5m，孔距3m，入岩孔深20m，横河向偏右岸倾斜角15°。采用纯压式的灌浆工艺，每孔分2段。每段段长10m，帷幕灌浆压力1.5Mpa。

　　5结束语

　　由于f136断层风化程度比较深，影响带范围广，在初始的帷幕灌浆达不到效果，后期补充的帷幕灌浆经过加密，增压和加深，且利用了特细的水泥浆都没得到有效地关注，断层部位出现吸水不吸浆的情况，最终采取化学灌浆才取得效果。在以后的工程实例中，遇到这种风化程度深，灌浆吸水不吸浆的情况，在水泥灌浆得不到效果，不能保证渗漏量符合要求的话，可直接采取化学灌浆的方式。

　　参考文献：

　　[1]廖建强、袁鹰、吴国荣等惠州抽水蓄能电站工程下水库蓄水安全鉴定设计自检报告【R】广东省水利电力勘测设计研究院出版66-69

　　[2]GB50287-99水利水电工程地质勘察规范68-69

《浅析惠州抽水蓄能电站下库坝f136断层处理方案》

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