美国Hyatt土石坝内部侵蚀修复案例

降低坝体和坝基渗漏包括以下措施 ： （ 1 ）下游坝体开挖至基岩； （ 2 ）泄水建筑物周围设置反滤层； （ 3 ）铺设新的坝趾排水管道，并在下游面填筑反压戗堤 ； （ 4 ）采用与原灌浆材料（ ASTM C33 号沙）渗透性相似的材料对原坝趾排水沟进行灌浆； （ 5 ）根据反压戗堤的尺寸，新建混凝土挡水墙，拆除原来的泄水建筑物挡水墙。

承包商在2017年6月28日开始 排水井安装和坝体开挖 作业，7月22日开始坝基开挖作业。7月26日大坝右岸坝基出露，27 d后左岸坝基出露，包括坝基清理在内的全部开挖工作在9月2日结束。在每个坝基段灌注水泥砂浆、回填混凝土和反滤料大约需要7 d完成。按照ASTM D7382标准，反滤料平均压实度为92%，干燥单位重量为1 713.98 kg/m3。2017年10月5日完成新的泄水建筑物工程后，开始大规模的回填作业，回填进度达到376.79 m 3 /d，直到2017年10月28日反压戗堤完工。按照ASTM D698标准，反压戗堤完工后平均单位重量为1 906.2 kg/m3，平均压实度100%。

图3 Hyatt大坝防渗修复平面图

基岩出露后，对基岩表面处理方案进行了较大调整 。 基岩表面有一个很大的水平断错，约 3.05 m 高，底部 1.22 m 岩层为破碎的玄武岩。 垦务局估计，回填处理大约需要 30.14 m 3 的混凝土。 但是，如果回填混凝土来覆盖破碎岩体，可能会阻止渗水流入反滤层和排水系统，从而导致渗水从其他未设置反滤层的位置流出。 修改后的处理方案将 从开挖基岩的底部铺设Zone 2反滤料，直到破碎玄武岩的顶部。然后在Zone 2反滤料上回填混凝土，直到基岩表面 ，因为在基岩的水平断错上方 1.52 m 内有岩石悬垂。 同时，将 Zone 2 反滤料铺设在混凝土的下游侧，确保所有区域均设置反滤层。

图4 基岩表面较大的水平断错

在基岩表面的一些区域，垂直或者接近垂直的水平断错高度超过0.61 m。大多数情况下，设计团队认为在这些区域Zone 2反滤料可以充分压实，更好地满足通过坝基过滤渗水而不是迫使其从其他地方流出的总体设计意图。在这些区域使用了振动板压实机，以达到压实要求。 在因岩石悬垂而无法正常铺设反滤料的地方，进行灌浆处理或回填混凝土 。

施工过程中， 在开挖过的下游坝坡上观察到潮湿区域 ，可能是由于冬季冰冻层在第二年春天未进行适当处理，或是在大坝填筑料由粗变细的过渡段存在滞留水导致。因此 将反滤层沿坝坡向上延伸铺设，至少比潮湿区域高0.91 m，同时延伸反压戗堤以保证滤管上覆盖层达到0.91 m 。这个设计修改可以确保通过大坝的所有潜在渗漏通道都经过反滤层。

规范要求Zone 2反滤料中可通过200号筛子的细砂重量占比≤3%。尽管工厂生产的砂石符合规范要求，但由于搬运和铺设过程中发生了破碎，施工现场发现细砂含量增加。为此， 供应商 对砂石进行清洗，减少细砂含量 。采用不同铺设方法进行测试以评估砂石破碎状况后，发现尽管可以尽量减少砂石破碎，但是细砂含量很难保证不超过3%的临界值。为此，垦务局决定将铺设和压实后细砂含量的最大值调整至3.5%。

改建泄水建筑物时发现管道比设计值短了0.61m，因此需要修改管箍 和挡水墙设计。由于承包商没有调整管道和底板钢筋，为了确保将管箍固定在底板上，并且箍筋完全包住管道， 将管箍长度增加到1.22 m，并将箍筋钉入管道下基岩内1.52 m 。

实际开挖基岩表面与推测基岩表面的差异是施工期出现的大多数问题的原因 。尽管进行了实地勘测，但范围有限，不足以确定基岩起伏变化的范围和在基岩水平断错问题的严重性。大坝的建设过程中缺乏档案记录也限制了对基岩表面以及原坝趾排水沟位置的了解。尽管如此，承包商还是成功地解决了这些挑战。