国内外的许多坝例都一再证明,在强透水的岩基上做灌浆帷幕,能够有效地防止产生过大的渗透流量和流速,从而为保证大坝蓄水,减少渗漏损失,以及在保持渗透稳定方面发挥十分重要的作用。这一点已经不需再举例说明。然而,在透水性很弱的坝基上做防渗标准更高的灌浆帷幕,却没有显示出它的必要性来。
以往的灌浆实践说明了这样一个事实:无论灌浆帷幕做得多么深厚,达到的防渗标准多么高,它都不能作到将渗流完全消除,在它的后面仍然会有一定程度的渗流量和渗水压力。渗水压力不因渗流量的减小而减小,而是取决于幕后岩层的排水能力。
有许多坝的观测资料说明:若不在幕后布设适当的排水孔,仅仅依靠高质量的灌浆帷幕,并不能使扬压力大幅度地降低。现用纪村坝和陈村坝两个实例来说明这种情况。
(1)纪村坝。原未做灌浆帷幕,排水孔打得既少又浅,且孔口高出下游尾水位约10m,基岩透水性微弱,排水条件显然不好。经运行一段时间以后,在钻倒垂观测孔时偶尔发现基岩中的扬压力很高,遂引起注意。为谋求扬压力降低,曾先后两次在预留的廊道中补做化学灌浆帷幕。第一次深入基岩12m、孔距1.5~3.0m、灌后达到ω≤0.005,但扬压力并未下降。第二次灌浆深入基岩20m,孔距0.5m,灌后达到ω≤0.0005,扬压力亦未下降,问题仍未解决。(www.xing528.com)
(2)陈村坝。大坝建成后由于观测到扬压力偏高等问题,一直限制在低水位下运行。后来在基岩情况最差的7~17号坝段补做了一排孔的化学帷幕灌浆,使ω值全部小于0.01。结果,渗水量有所减小,而扬压力并无明显降低。后来还是在排水基准面较低的13号坝段底部涵洞(高程56.5m)和副厂房底板(高程54.5m)两处补做了新的排水孔,才使扬压力降了下来。
灌浆帷幕经常表现出不能使扬压力降低的原因,可作如下解释:因基岩通常做有大面积的固结灌浆,岩层的不均一性和各向异性,基岩的透水性本来就小,表面被隔水物质所覆盖等原因,将会使透过来的水在逸出以前受到阻拦而积聚起来。只有积聚到超过阻水的压力水头以后,这些水才能透过阻水层(透水性小的岩层)缓慢地流走。于是就在阻水层中和其前面形成了较高的扬压力。
在透水性很大的、不存在任何阻水层的基岩中灌浆,在能大量减少渗漏量的同时,或许还能削减一部分水压力,然而一般都不能削减到通常要求的水平。在透水性较小的岩层中灌浆,既不能使渗漏量有实际意义的减小,也不能有效地削减水压力,因此,降低扬压力的任务应完全交给排水去完成。
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