安江水電站庫區堤防工程的防滲設計

張勇強

（湖南省水利水電勘測設計研究總院 長沙市 410007）

1 工程概述

安江水電站工程位于湖南省懷化市洪江境內，是2003年7月完成的 《沅水干流規劃復核簡要報告》13級開發方案中的第7級，工程上與洪江水電站壩下相連，下接銅灣水電站庫尾。壩址右岸屬洪江市硤洲鄉的下坪村，左岸屬洪江市太平鎮的補順村。壩址控制流域面積為40 101 km2，水庫設計正常蓄水位165 m，相應庫容 0.77億 m3，死水位 163 m，死庫容0.576億m3，裝機容量140 MW，保證出力（P=90%）33 MW，多年平均發電量5.62億kW·h，裝機利用4 014 h，是一個以發電為主、兼顧航運等綜合利用的水電站工程。安江水電站庫區農田防護工程由于土料的原因，由原來的抬填方案改為堤防的農田防護方案。平原寨頭農田防護區防護面積816.19畝。根據《水利水電工程等級劃分及洪水標準》（SL 252－2000）、《水利水電工程建設征地移民安置規劃設計規范》（SL 290－2009）、《堤防工程設計規范》（GB 50286－98），三處農田防護工程等別為V等，洪水重現期為5年，堤防及穿堤建筑物按5級建筑物設計。

2 工程地質及防滲設計

2.1 工程地質

根據地質鉆孔資料，平原寨頭堤防堤基土自上而下依次為：

（1）上部為Q3al粉質粘土層、含泥粉細砂，厚（0.1～4.6）m 不等。

（2）下部為Q3al砂礫石層。結構松散，夾少量泥砂，厚（1.3～15.2）m。

（3）基巖為下第三系（E1）紅褐色礫巖夾紫紅色含礫泥質粉砂巖。粉細砂層和砂礫石層埋深較淺，汛期高洪水位時內外水位差較大，粉細砂層和卵石層透水性較強，河水將通過粉細砂層、砂礫石層向堤內滲透，由于砂礫層粒徑大小懸殊，不均勻系數大，在堤內低洼或蓋層較薄的地段將存在管涌的可能，需采取堤基防滲措施。

2.2 防滲設計方案

由于現場及淹沒區土石料較多，為減少料場征地和工程投資，因此考慮采用滲透系數較大的土石料筑堤，采用粘土斜墻進行堤身防滲的設計方案，經濟合理；從工程地質條件可知，堤基砂卵石層較厚（最大15.2 m厚），堤內覆蓋層Q3al粉質粘土較薄（最小1.3 m厚）且含粉細砂，經滲流計算，大多數地段會不滿足要求，需進行堤基防滲處理，設計采用塑性混凝土防滲墻的防滲方案。

3 塑性混凝土防滲墻

3.1 塑性混凝土防滲墻設計

堤防內側在雨季時仍為集水區域，不宜采用壓浸平臺的處理方式，經綜合考慮，設計采用塑性混凝土垂直防滲墻與粘土斜墻相結合的防滲措施。防滲墻于樁號k0+237.1～k2+769.9范圍，塑性混凝土垂直防滲墻設在粘土斜墻底邊的中心偏上游處，下部插入礫巖0.5 m，上部與粘土斜墻連接，從而形成一道連續性的封閉上游滲徑的截滲墻體。墻厚0.6m，深（2～12）m，墻體材料采用塑性混凝土材料，具體結構見圖1。

圖1 堤防斷面結構設計圖

3.2 塑性混凝土防滲墻施工工藝

塑性防滲墻施工擬采用液壓抓斗成槽工藝進行施工。防滲墻墻厚600 mm，塑性混凝土強度C3～C5。單元槽段按（6～7）m劃分為一個槽段，接頭施工亦采用接頭管工藝處理。

平整場地→測量放線→導墻制作和槽段劃分→抓挖成槽→中孔槽深垂直度檢查驗收→接頭清理（二期）→清孔、換漿、監測、驗收→安裝灌注導管→灌漿混凝土→打槽端偷空（一期）→整理資料驗收。

設計配合比為（強度大于或等于C3～C5）：32.5R水泥：150 kg，水：262 kg，摻合物為粘土粉或膨潤土：147 kg，砂：878 kg，石子（5～20）：722 kg。詳細配比見附表。

附表 塑性混凝土配合比 kg

4 粘土斜墻

4.1 粘土斜墻設計

坡面防滲采用粘土斜墻，粘土斜墻迎水面設計坡比 1∶2，背水面設計坡比1∶1.5，背水面設置 0.5m 厚的砂礫石反濾層，粘土斜墻填筑標高為五年一遇加0.6 m超高，頂寬1m，底部與與塑性混凝土防滲墻連接，塑性混凝土防滲墻在粘土斜墻中埋深不小于1m。

4.2 粘土斜墻料場

料場分別為：何家坪Ⅰ區和何家坪Ⅱ區土料場，均有簡易碎石路直達工程區，運距較近，約（0.25～5）km，開采方便。場地為Q2al沖積堆積的Ⅱ級階地，地勢稍有起伏，一般為經濟林，其巖性為灰黃色網紋狀粉質粘土及含礫粉質粘土，含少量礫，礫石（1～3）cm為主，局部含量達20%。土體物理力學性狀較好，中等密實，硬塑～堅硬狀態。根據土料擊實試驗成果，推薦土料天然含水量32.6%，最優含水量22.1%～23.5%，最大干密度（1.53～1.63）g/cm3，平均滲透系數達 8.4×10-6cm/s，內摩擦角 19.3°，凝聚力 22.7 kPa。

4.3 塑性混凝土防滲墻與粘土斜墻的連接處理

塑性混凝土防滲墻與粘土斜墻的連接處存在防滲薄弱點，為了防止水通過粘土斜墻與塑性混凝土防滲墻的結合面，在粘土斜墻迎水面采用土工膜與10 cm現澆C15混凝土進行坡面防護，土工膜插入塑性混凝土防滲墻50 cm，采用C15混凝土填充包裹，與粘土斜墻、塑性混凝土防滲墻形成一道完整的防滲屏幕，很好地解決了粘土斜墻與塑性混凝土防滲墻連接處的薄弱環節。具體的連接處理見圖2。

圖2 防滲墻與粘土斜墻連接處理

5 結 語

安江水電站庫區平原寨頭堤防工程于2011年11月開工，到2012年7月已經完成塑性混凝土防滲墻和粘土斜墻的施工，目前正進行坡面防護的現澆混凝土的施工，通過5～7月的洪水期的檢驗，塑性混凝土防滲墻與粘土斜墻的結合防滲處理的防滲效果很好。這也為堤防的防滲設計和施工總結了一定的實際經驗。

1 牛運光.病險水庫加固實例[M].北京∶中國水利水電出版社，2009.

2 汪炳生.塑性混凝土防滲墻技術在大同水庫施工中的應用[J].沿海企業與科技，2007，7.

3 李曉麗，荊亮.水庫土石壩滲漏控制措施分析[J].科技咨詢導報，2007，21.