安定区2014年抗旱应急工程调蓄水池底板下出现积水的问题分析探讨

安定区 2014年抗旱应急工程调蓄水池底板下出现积水的问题分析探讨

贵军

定西市安定区水务局 ,甘肃 定西 743000

摘要：为解决安定区水源工程严重缺乏、供水保障能力低、区域抗旱能力不平衡、抗旱管理能力不适应的问题，安定区利用引洮一期工程供水水源在内官水厂东南方向1km处修建5.8万m³调蓄水池1座。工程在运行期间出现边坡与底板衬砌鼓起破坏问题，为解决该问题从多方面分析原因，制定降水井降水方案，从而将问题彻底解决。

关键词：水池 底板 漏水 问题 分析

1.工程概况

定西市安定区位于甘肃省中部，是甘肃省中部18个干旱县之一，干旱灾害是安定区的主要自然灾害之一，特别是近年来干旱灾害呈现频次增加、范围扩大、损失加重的趋势，抗旱工作面临许多新情况、新问题和新挑战。频繁发生的重大干旱，已暴露出安定区水源工程严重缺乏、供水保障能力低、区域抗旱能力不平衡、抗旱管理能力不适应抗大旱的需要等突出问题。为此安定区利用引洮一期工程供水水源在内官水厂东南方1km处的西河支流桑家沟内修建5.8万m³调蓄水池1座，从引洮工程9#洞出口至内官水厂格栅间管道处取水，经泵站提水至调蓄池内。在引洮总干停水期间，将池内蓄水通过引水管道引水至内官水厂格栅间，经内官水厂处理后通过已建管网向安定区鲁家沟镇、西巩驿镇居民供水，共解决乡镇居民人口20445人。调蓄池布设见图1。

图1调蓄水池布置图

调蓄水池容积5.8万m³，采用露天式，设计最高水位2115.0m，池底高程为2106m，池顶超高2.0m，内边坡1: 2.5。调蓄水池地基岩性表层为淤泥质土，将该层全部清除后将池基置于下部的粉质壤土中。池基原土翻夯1.5m，上下游池体采用粉质壤土碾压池堤，上游池堤高10m，下游池堤高11m。蓄水池防渗方式采用两布一膜防渗土工布，土工布下部铺500mm厚 10%水泥土垫层，土工膜上部依次为50mm厚砂浆保护层，C15细石砼厚100mm，60mm厚M10水泥砂浆砌C20砼正六边形预制板护面。

池体位置原建有一淤地坝，本次新建工程将原建淤地坝拆除并将原坝内淤泥全部清除填至池上游沟道，填后土面与池堤基本相平。

该工程2015年8月正式开工， 2017年11月全部完成工程建设任务，2018年6月开始蓄水并发挥效益。

2.工程运行过程中出现的问题

2019年9月，因调蓄水池改建（增加提水水泵及动力电源）需要，排空池内蓄水后，在水池南侧边坡靠近池底部位衬砌预制块有鼓起现象，面积约20m²,将鼓起部位预制块拆除并将土工膜切破后膜下有积水，为给下游供水经修复重新蓄水。2020年5月，因引洮总干停水检修向下游内官水厂供水排空蓄水后，水池南侧底板再次出现大面积鼓起（面积约200m²）,将鼓起部位预制块拆除并将土工膜切破后，先有少量气体排除，后有大量水从切口流出，经长时间观察，发现切口处水流逐渐减弱，鼓起区域逐渐回落。

3.对问题产生的原因分析

两次问题均出现在池内蓄水排空后，问题出现后工程建设单位邀请了有关地质、水文、水工方面的专家到现场调研并分析问题产生的原因。经分析，问题产生的原因可能有以下两个方面：

一是施工质量问题。可能存在土工布质量不合格，施工过程中搭接部位焊接不牢固存在缝隙，施工工具或工人穿的鞋不符合要求将土工布刺伤而未发现，基础质量不合格发生地基沉陷从而将土工布撕裂等质量问题。以上问题均会导致池内蓄水通过土工布裂缝进入到水泥土与土工布之间。

二是设计质量问题。如图所示，该蓄水池建在桑家沟沟道内，上游控制面积0.982km²，主沟道长1.359km，平均坡度304.105‰，多年平均径流量为1.92万m³。工程区地下水主要赋存于桑家沟沟床、沟漫滩下部砂砾石层中，地下水受大气降水、沟道地表水、灌溉入渗及侧向沟谷潜流补给为主，最后蒸发于大气，或向河流及其下游沟床排泄。沟床沟漫滩地下水位埋深7.5～15.0m，富水性较差。根据工程区水文、地质条件，在蓄水池上游左右两岸各布设一条混凝土排洪渠，排洪渠渠口基本与填后泥面相平齐，用以收集两岸和填土面的地表径流。根据前述，本工程在设计时只考虑了地表径流，而对地下排水没有考虑，分析认为，新建蓄水池地基处理深度深于原沟道，将原地下水渗流通道堵塞，只能汇聚于池上游坝前的土体中，因土工布阻隔而未进入池内。

为了进一步分析问题产生的原因，我们分别对土工布下的积水和池内蓄水进行取样化验分析，化验结果显示两个水样水质有本质区别，土工布下水样其水质更接近于上游沟道渗水水质。

通过以上分析，初步认定造成蓄水池边破和池底衬砌体鼓起破坏的原因就是沟道上游地下水不断向坝前聚积并形成一定水压，当池内蓄水排出内外压力失衡后所引起。

4.降水方案

针对问题产生的原因拟在已建的5.8万m³调蓄水池上游池顶南侧布设一排降水井，采用潜水电泵将积水抽出排至东、西两侧排水沟内，用以降低池外地下水位，从而消除破坏原因。

5.工程设计

根据流域水文地质资料及渗透系数、降水半径等因素经计算确定在池体上游池顶南侧沟道22m处的东、西两侧之间布设一排降水井，降水井间距为10m，共布设降水将9眼，安装提水电泵9台套，水泵采用自动化控制，每眼井确定起降水位，当水位高于设定水位时水泵自动开启上水，当低于设定水位时自动停泵。降水井布设见图。

降水井采用机械成孔，井深18.8m，井径为800mm，降水井底高程为2097.5m，井顶高程为2116.3m。 2116.3m（井顶）～2107.0m（调蓄水池底板）为井身段，2107.0m（调蓄水池底板）～2100.5m（泥岩）为进水段，2100.5m（泥岩）～2097.5m（井底）为沉淀管段。井管材料采用预制薄壁混凝土管，在沉砂管段和井身段的井管和井壁部位填充封闭料，在进水部位井管与井壁之间填充10～30mm豆石，管井在进水段井壁开孔，开孔孔径10mm～20mm，间距为80mm～100mm，开孔率不小于20%，过滤管外部设镀锌铁细丝网，网孔尺寸为6mm×6mm×1mm,构成网式过滤管。

6.结论

破坏原因分析清楚后，于2020年7月将池内衬砌鼓起破坏修复并于2020年8月蓄水至设计水位。降水设计完成后于2021年2月完成工程施工并进入试运行，根据监测数据显示，9孔降水井累计日出水量不足10m³/d,而且各井出水量不一，靠近沟岸的1、2号和8、9号以及处在中间位置的5、6号降水井出水量相对较大，说明地下渗水主要从两岸向沟谷汇集。2021年6月，蓄水池因向下游水厂供水又一次排空，排空后水池边坡及底板衬砌均完好无损，说明问题产生的原因分析准确，降水方案正确，措施得当，同时也说明工程施工质量不存在问题。

参考文献

[1] 赵钰. 浅谈调蓄水池设计[J]. 农业科技与信息,2021(8):121-123. DOI:10.3969/j.issn.1003-6997.2021.08.051.

作者简介：贵军（1970年6月出生），男，汉族、甘肃定西人,本科学历，水利高级工程师，主要从事水利工程建设管理、设计、规划及资料整编工作。

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