粘土斜墻防滲在小型水庫加固中的應(yīng)用

路偉亭

粘土斜墻防滲在小型水庫加固中的應(yīng)用

路偉亭

粘土斜墻防滲是將粘性土防滲體筑在壩體上游側(cè)，斜臥在壩坡上，構(gòu)成斜墻。斜墻下游側(cè)的支承體由透水性較大的土料（石碴料、風化料、砂礫料等）或塊石堆（砌）筑而成。

一、工程概況

安徽省某水庫屬淮河流域，集水面積3.8km2。水庫樞紐防洪標準按10年一遇設(shè)計、50年一遇校核，設(shè)計灌溉面積1400畝，是一座以灌溉、防洪及水面養(yǎng)殖等綜合利用為一體的小（2）型水庫。該水庫大壩為均質(zhì)土壩，大壩存在清基不徹底，壩體與基礎(chǔ)之間沒有采取防滲措施，且結(jié)合處理不好，其接觸面局部已成為滲漏通道，且大壩填筑時，質(zhì)量控制不嚴，未經(jīng)碾壓或碾壓不密實；壩段局部存在不同程度的滲漏，壩腳有散浸現(xiàn)象。經(jīng)方案比較，大壩加固防滲體采用粘土斜墻。

二、粘土斜墻防滲設(shè)計

1.基面處理

將壩體予以修整，即將塌陷處予以填實，下部隆起超過粘土斜墻下游設(shè)計壩坡線的部分予以挖除。塌陷處的填筑土料，需滿足壩身對土料的要求，填筑時須按要求分層碾壓、夯實，壓實度須達到0.96。

2.防滲體尺寸

土質(zhì)防滲體的尺寸應(yīng)滿足控制滲透坡降和滲流量的要求，還要便于施工。本次加固設(shè)計擬采用機械化施工，斜墻頂部厚度應(yīng)不小于1.5m，上游坡比為1∶2.5。斜墻在壩底部的厚度，須根據(jù)土料的容許水力坡降來決定，粘性土的容許水力坡降為5～7，且厚度不得小于3m，經(jīng)計算得斜墻的底部水平寬度6.5m。

三、粘土斜墻施工

1.碾壓試驗

由于土料的離散特性，在粘土填筑前必須做碾壓試驗以確定合理的施工參數(shù)與壓實機械，碾壓試驗是土料正式上壩前必須進行的一項工作，是一項重要的施工試驗。根據(jù)土料的性質(zhì)，選用最適合粘土壓實的氣胎碾作為壓實機械。通過對試驗結(jié)果分析，鋪土厚度30cm，碾壓6遍即可達到設(shè)計干密度1.55g/cm3，但為了保證碾壓質(zhì)量，防止由于人為疏忽而使個別部位漏壓或欠壓，最后確定粘土鋪土厚度30cm，碾壓遍數(shù)為8遍。另外，在土料發(fā)生變化時，及時進行碾壓試驗或復(fù)核試驗，以保證碾壓參數(shù)的合理性。

2.粘土填筑

粘土填筑時，主要控制好粘土斷面尺寸及壓實干密度，使之達到設(shè)計要求。

（1）粘土含水率控制

粘土含水率的控制是土壩防滲體施工質(zhì)量控制的重要環(huán)節(jié)，也是粘土能否達到良好壓實效果的基礎(chǔ)，在施工中必須使粘土含水率處于最優(yōu)含水率左右（一般在±3%內(nèi))，從而保證粘土在鋪筑施工中能夠達到最佳壓實效果，發(fā)揮粘土的抗?jié)B性能。上料前，質(zhì)檢人員先對含水率現(xiàn)場測試，保證滿足含水率要求的粘土上壩，特別在雨季要增加測試次數(shù)，發(fā)現(xiàn)含水率變化及時調(diào)整；高溫干旱季節(jié)，盡量縮短挖、裝、運、平土的時間，及時碾壓，使含水率損失降到最小。如含水率損失仍然較大，可采取適量灑水的方法解決。

（2）粘土壓實質(zhì)量的控制

為了保證防滲體的整體性，每層粘土填筑前，必須對結(jié)合面進行處理，通常需進行灑水、刨毛，并清除表面松土、砂礫及其他雜物，使結(jié)合面濕潤均勻。結(jié)合面處理結(jié)束后，按碾壓試驗確定的鋪土厚度鋪料，然后進行粘土碾壓。壓實質(zhì)量的主要檢測內(nèi)容是：干密度是否達到設(shè)計干密度1.55g/cm3。現(xiàn)場檢查的內(nèi)容是：表面是否平整，有無彈簧、起皮、脫空和剪力破壞現(xiàn)象。在現(xiàn)場施工中，做到嚴格按碾壓試驗確定的碾壓遍數(shù)進行碾壓，質(zhì)檢人員現(xiàn)場監(jiān)督、檢查，碾壓結(jié)束后立即取樣試驗，不達到設(shè)計干密度決不能填下一層粘土，如發(fā)現(xiàn)不合格點，立即對不合格點代表的區(qū)域進行補壓。如補壓仍達不到設(shè)計要求，則清除不合格區(qū)域的粘土，重新填筑直至達到設(shè)計要求。為了加強邊部及邊坡的壓實，施工中每填筑兩層粘土后，用裝載機在邊部和邊坡上來回碾壓，使邊部和邊坡粘土的壓實質(zhì)量也達到設(shè)計和規(guī)范要求。

（3）雨季粘土施工的控制措施

為保證雨季粘土施工質(zhì)量，采取以下措施：收聽天氣預(yù)報，掌握當?shù)氐奶鞖庾兓闆r，以便提前采取防雨措施；雨季粘土填筑時，作業(yè)面不要太長，而且隨鋪隨壓；粘土鋪料時，使粘土面平整并有一定的橫坡，以利于排水，減少粘土面上的積水；在施工現(xiàn)場備有一定數(shù)量的苫布，在突然降陣雨時，及時覆蓋來不及碾壓的作業(yè)段；在雨前，將推土機、氣胎碾等大型機械開出作業(yè)面停放在壩殼區(qū)，下雨時和雨停后，作業(yè)面要封閉交通，禁止車輛通行；雨后要對粘土面進行處理，清除積水和含水率高的粘土，經(jīng)檢查合格后方可填筑下一層粘土。

四、結(jié)語

在土壩防滲技術(shù)不斷發(fā)展的今天，應(yīng)加大新技術(shù)、新工藝和新材料的應(yīng)用力度，對于存在滲漏問題的土壩，應(yīng)根據(jù)各土壩的水文地質(zhì)條件及工程現(xiàn)狀，通過多個技術(shù)方案的綜合比較，選擇造價合理、施工速度快、防滲效果好的措施進行防滲，實踐證明，粘土斜墻防滲技術(shù)具有施工技術(shù)簡單，所用粘土材料可就地取材，工程造價低、防滲效果好、施工質(zhì)量容易控制等優(yōu)點，適合在同類型水庫壩體加固中推廣應(yīng)用■

（作者單位：安徽省·水利部淮委水利科學研究院 233000）