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双塔水库渗漏分析及处理

文档作者：缑斌１，蒲晓琪２文档来源：１．甘肃省水利水电勘测设计研究院２．甘肃省疏勒河流域水资源管理局		点击数：	更新时间： 2024年06月07日
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收稿日期：２０１７ － １０ － ２４
作者简介 ：缑 斌 （１９６３ － ） ，男 ，高级工程师 ，主要从事 水文地质与工程地质、岩土工程的勘察试验与
研究工作。E mail ：work１９６３＠ １６３.com
双塔水库渗漏分析及处理
缑 斌１ ，蒲晓琪２
（１ ．甘肃省水利水电勘测设计研究院，甘肃兰州７３００００ ；２ ．甘肃省疏勒河流域水资源管理局，甘肃玉门７３５２１１）
摘 要： 双塔水库第４ 次除险加固采用了防渗墙、帷幕灌浆等工程技术手段， 坝体整体防渗效果得到改善， 并阻塞了
原有的渗漏通道， 有效提高了大坝结构安全性。表２ 个。
关键词： 水库； 除险加固； 帷幕灌浆； 渗漏分析； 处理
1 概 述
双塔水库位于甘肃省疏勒河中下游， 始建于
１９５８ 年，１９６０ 年２ 月建成蓄水。水库最高蓄水位
１ ３２９.８ m ，一直未达到正常蓄水位１ ３３０.３０ m ；先后
于１９７８ 年、１９９６ 年、２００２ 年对坝体进行了３ 次除
险加固， ３ 次安全鉴定时间分别为１９９６ 年、２０００
年、２０１４ 年。
２０１３ 年９ 月２４ 日， 水库蓄水位１ ３３０.００ m时，
１ 号副坝坝后发现２ 处渗流点， 主坝右坝肩山体垭
口处也出现渗流。水位达到１ ３３０.２１ m时， 右坝肩
渗流量达０.９３ L／s 。
２０１４ 年１０ 月１４ 日， 水利部大坝安全管理中心
对《甘肃省疏勒河双塔水库安全评价报告》和《双
塔水库大坝安全鉴定报告》进行了复核， 复核结论
的主要内容为： 主坝左坝肩下游坡抗滑和抗震稳定
性不满足规范要求； 主坝左坝肩渗透稳定性不满足
规范要求； 副坝渗流安全不满足规范要求； 正常溢
洪道消力池尾坎冻融破坏； 泄洪渠交通桥存在安全
隐患； 输水洞两座交通桥设计标准低， 损毁较严
重； 大坝安全监测设施不全。同意定为“三类坝” 。
2 除险加固施工地质监测
本次双塔水库除险加固的设计方案主要为： 对
主（副） 坝打塑性混凝土防渗墙， 主坝墙厚０.８ m ，
副坝墙厚０.６ m ，主坝墙体入岩深度不小于０.８ m ，副
坝墙体入岩深度１.０ m 。对主（副） 坝体进行砂砾石
培厚， 培厚宽度２.０ m ，填筑料相对密度≥ ０.７５ 。对
主（副） 坝基进行帷幕灌浆（２ 号副坝为左坝段） ，
灌浆深度为岩石透水率小于５ Lu 以下１０ m 。在１
号副坝溢洪道北侧增设２ 号溢洪道。
２.１ 塑性混凝土防渗墙入岩
根据施工先导孔资料： 主坝和１ 、２ 号副坝施
工先导孔揭示的各坝体防渗墙基岩面高程基本与勘
察资料相符， 勘设和先导孔资料均可作为防渗墙施
工入岩深度的依据。
鉴于受２０ 世纪五六十年代施工条件限制， 原
坝基清基不彻底。施工前现场研究确定防渗墙施工
原则：
一是防渗墙施工以勘设资料和先导孔资料为依据。
二是基岩面界定以粘土防渗墙（１ 号副坝坝体
以碎石土为主局部为粘土心墙、２ 号副坝坝体为含
砾砂土） 与坝基片麻状花岗岩（２ 号副坝右坝段坝
基岩性为砖红色泥质砂岩） 的不同岩性为准绳。
三是抓斗施工中以彻底抓不动并抓出较新鲜岩
块为准， 量测槽（孔） 见岩深度后开始施以冲击钻
入岩。
四是根据设计要求： 主坝以不小于０.８ m和副
坝不小于１.０ m控制入岩深度， 在防渗墙入岩深度
施工中， 一般单槽（孔） 采用五孔三抓， 岩石坚硬
时采用钻入岩排砸（俗称赶羊槽） ， 确保入岩深度；
待每槽（孔） 槽内沉淀（ ＜ １０ cm）清理完成后， 再
以纲丝测绳量测为准， 确定实际入岩深度和及泥浆
· ６４ ·
工程施工 SMALL HYDRO POWER ２０１８ No.1 ， Total No.199
万方数据
比重。每槽（孔） 待入岩深度、槽（孔） 内沉淀、
泥浆比重三项指标均达到规范和设计要求后， 方可
进入下道防渗墙浇筑工序。
２.２ 坝体培厚
主（副） 坝坝体砂砾石填筑料培厚宽度均为
２.０ m ，设计相对密度≥ ０.７５ 。培厚后主坝坝顶宽
度１０.０ m ，１ 号副坝除老输水洞上部的大垭口段坝
顶宽度８.０ m外， 其余坝段和２ 号副坝坝顶宽度均
为５.０ m 。
培厚时填筑料控制厚度０.４ m ，含水量控制在
６％ ， 并对老坝体表层１.０ m衔接宽度同时进行大型
振动碾碾压４ 边， 施工、监理、质检三方进行现场
平行检测试验。主坝培厚在０ ＋ ０００ ～ ０ ＋ ２２０ 和０ ＋
９００ ～ ０ ＋ ９８０ 左、右两坝肩地基岩性为弱风化片麻
状花岗岩，０ ＋ ２００ ～ ０ ＋ ９００ 坝基岩性为河床和阶地
砂卵砾石层， 局部淤泥层用砂砾石换填。
培厚坝基均位于地下水位以上， 地基碾压后砂
砾石相对密度≥ ０.７５ 。１ 号副坝培厚坝基岩性均为
弱风化片麻状花岗岩。２ 号副坝为坝前低水位时水
面距坝址约２００ m时培厚， ０ ＋ ０００ ～ ０ ＋ １８０ 坝基岩
性为前震旦系混合岩，０ ＋ １８０ ～ ０ ＋ ６５０ 坝基岩性为
新近系泥质砂岩夹砂质泥岩（见表１） 。
表1 主（副） 坝体培厚试验成果
位 置密 度
最优含
水率／％
（平均值） 天然干
密度
松散干
密度
碾压干
密度
相对
密度
主 坝 ２.０７ １.８０ ２.１１ ０.９２ ６ １号副坝 ２.０４ １.７７ ２.１０ ０.８４ ６ ２号副坝 ２.０１ １.７７ ２.０９ ０.７８ ６ ２.３ 帷幕灌浆与坝基（肩） 渗漏
主（副） 坝坝基设计帷幕灌浆控制指标为岩石
透水率＜ ５ Lu ，孔距为１.５ m 。经现场灌浆试验， 其
孔距能满足设计帷幕灌浆对孔距的要求； 主坝坝基
帷幕灌浆深度岩石透水率５ Lu 线均比设计灌浆深
度深５ m ，并对５ Lu线以下１０ m也进行了帷幕灌浆。
１ 号副坝帷幕灌浆控制指标与主坝相同， 副帷
幕灌浆深度比设计灌浆深度深１３ ～ ２５ m ，局部达
３５ m 。坝基（肩） 渗漏量与库水位关系密切。帷幕灌
浆后主坝左、右坝肩及１ 号副坝０ ＋ １３０ 坝后仍有部
分渗漏， 经归纳分析均为基岩裂隙水渗漏， 原因一
是设计岩石透水率５ Lu 以下基岩裂隙水； 二是花岗
岩中存在局部囊状风化岩体，该岩体透水不透浆。
表2 各坝基（肩） 渗漏量对比
位
置
坝段（点）
渗漏位置
渗漏量／（L·s－ １ ） 加固前 （２０１５年） 加固后 （２０１７年） 高水位期低水位期日平均高水位期低水位期日平均
主
坝
左坝肩垭口０ ＋ １２５坝后坡脚 １.０４ ０.２７ ０.５７ ０.２８ ０.１４ ０.２２ ０ ＋ ２４５坝后坡脚 ０.３２ ０.０２４ ０.１５ ／ ／ ／ ０ ＋ ４００坝后坡脚 ０.１４ ０.０８ ０.１１ 消失 消失 消失 ４９０排水渠左坝段总渗漏量 １.７６ ０.５３ １.３２ ０.９６ ０.６１ ０.７２ １ ＋ ０３１坝后１ ３２４ m高程处 ０.９３ 消失 ０.１５ 消失 消失 消失 右坝肩垭口坝后坡脚 ／ ／ ／ ０.１１ ０.０７ ０.０９ １号 副
坝
０ ＋ ０３６ ～ ０ ＋ ０７９垭口 １.０ ０.７ ０.８５ 消失 消失 消失 ０ ＋ １３０坝后坡脚 ／ ／ ／ ０.１６ ０.０８ ０.１０ ０ ＋ ２５０老输水洞 ／ ／ ／ 消失 消失 消失 ０ ＋ ３３４ ～ ０ ＋ ４２３垭口 ０.７ ０.５ ０.６ 消失 消失 消失 ０ ＋ ４２３ ～ ０ ＋ ５０９垭口 ／ 消失 ／ 消失 消失 消失
０ ＋ ５０９ ～ ０ ＋ ５８８垭口 ２.８７ 消失 １.３０ 消失 消失 消失
０ ＋ ５８８ ～ ０ ＋ ６４８垭口 ／ 消失 ／ 消失 消失 消失
２号 副坝
０ ＋ ０００ ～ ０ ＋ ３５０左坝段 ０.４７ 消失 ０.０４ ０.０８ 消失 ／ · ６５ ·
小水电 ２０１８ 年第１ 期（总第１９９ 期） 工程施工
万方数据
２ 号副坝未进行帷幕灌浆， 因防渗墙加固后坝
后渗漏量明显减少， 加之左、右两坝肩受地形及基
岩面起伏条件限制， 不能形成封闭防渗体， 考虑到
对下游生态的影响， 确定不再对左坝段进行帷幕灌
浆（见表２） 。
3 2 号溢洪道
２ 号溢洪道长３０１.３ m ，闸（渠） 基及消力池基
础均座落在弱风化的片麻状花岗岩上， 施工开挖揭
露地层岩性与勘察资料相符， 地基承载力和变表特
性均满足工程荷载要求。基础采用打锚杆及灌浆相
结合的方式： 锚杆为系统锚杆， 长度为５ m ，间排距
为３ m ；灌浆采用固结灌浆， 间距２.５ m 。
4 结 语
通过本次除险加固工程， 基本解决了双塔水库
枢纽建筑物坝坡抗滑（震） 稳定、坝体坝基（肩）
渗透稳定、副坝渗流安全及防洪等方面的历史遗留
问题， 为甘肃西部干旱区水利枢纽安全保障发挥了
举足轻重的作用， 其社会效益、经济效益、生态效
益利在千秋。
参考文献：
［１］ 王其武 ．甘肃省疏勒河双塔水库除险加固工程初步设 计报告［R］ ．兰州：甘肃省水利水电勘测设计研究院，
２０１５ ．
［２］ 付于堂，郭敏敏．塑性混凝土防渗墙在深厚覆盖层中
的应用［J］ ．中国水能及电气化，２０１５ ，４６（７） ：３２ ３５ ．
［３］ 邱雪仁．登云水库大坝除险加固技术方案及效果分析
［J］ ．中国水利，２０１５ （１２） ：４７ ４８ ．
［４］ 赵 辉，施得兵．珠海市乾务赤坎大联围海堤除险加
固技术探讨［J］ ．人民长江，２０１４ （s１） ：１２８ １３１ ．
［５］ 劳正绍．水库防渗灌浆工程质量检测的要点探讨［J］ ．
中国水能及电气化，２０１３ （５） ：３ ６ ．
■
责任编辑 吴 昊
（上接第６０ 页）
表1 故障分支各线棒测试电流mA
Rg ／Ω
线槽
１ １０ １００ ５００ １ ０００ ＃ １０１ ８.９１ ８.０７ １０.４ ９.０１ １０.１６ ＃ ８９ １０.３５ ９.４３ １０.１１ ９.０４ ８.６９ ＃ ９９ ９.６７ ８.８０ ９.０ ７.８８ ７.８０ ＃ ９０ ９.６２ １０.２１ １１.０ ９.７９ １０.６ ＃ １００ ７.９０ ８.８４ ９.１５ ７.８３ ８.６３ ＃ ９１ （故障线棒） ８.４３ ９.２８ １０.３ ９.６６ ９.４５ ＃ ９２ ０ ０.１９ ０ ０.０８ ０ ＃ １０２ ０ ０ ０ ０ ０ ＃ ８１ ０ ０ ０ ０ ０ 当然， 笔者所在电站发电机的中性点、出口均
方便开展断引工作， 可使各分支相互断开。对不方
便开展断引工作的发电机， 无法通过绝缘测试确定
具体故障分支； 但通过本文提到的试验设备， 结合
定子接线图及电路原理知识， 也能够比较容易的确
定故障分支， 查找出线棒接地点。本文提到的开口
CT 可在２ 个磁极之间方便操作， 也可以根据不同
发电机结构制作不同形状、大小的开口CT ， 以方
便进行测试。
4 结 语
根据电流互感器的工作原理、定子线棒的安装
结构及发生接地故障时线棒与定子铁芯绝缘降低的
特点， 制造了开口CT 这一故障点查找专用工具；
并通过接地故障模拟试验， 证明了该方法可以在保
证定子绕组完整及操作安全的前提下， 快速进行故
障点查找定位， 提高了查找效率。
参考文献：
［１］ 吴延宾 ．大型发电机定转子接地保护运行分析［J］ ．大 电机技术，２００９（３） ：８ １０ ．
［２］ 王维俭．发电机变压器继电保护应用［M］ ．北京：中国
电力出版社，２００５ ．
［３］ 李 平．水轮发电机定子一点接地故障查找［J］ ．广西
电力，２０１４ ，３７（１） ：４５ ４７ ．
［４］ 刘六平，孟宪宽，周晓东．多支路发电机定子绕组接地
短路点的查找方法：CN１０２６９２５８３［P］ ．２０１２ ０９ ２６ ．
■
责任编辑 吴 昊
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