菏澤市曹縣戴老家水庫防滲措施研究

2015-07-28 07:36:25王圓圓山東省淮河流域水利管理局規劃設計院山東濟南250100

山東水利 2015年9期

李　飛，沈　寧，王圓圓（山東省淮河流域水利管理局規劃設計院，山東濟南 250100）

菏澤市曹縣戴老家水庫防滲措施研究

李飛，沈寧，王圓圓
（山東省淮河流域水利管理局規劃設計院，山東濟南 250100）

【摘要】根據戴老家水庫的工程特點，針對平原水庫常用的防滲措施進行了截滲方案比選，最終采用塑性混凝土防滲墻。經北京理正巖土滲流軟件計算分析，本工程采用塑性混凝土防滲墻防滲效果顯著，并為今后平原水庫的防滲設計提供了技術支持。

【關鍵詞】平原水庫；防滲措施；塑性混凝土防滲墻

曹縣城區及農村生活用水全部為地下水，水質較差，不符合飲用水安全標準。為解決曹縣部分城鄉居民飲水安全問題，提高供水保證率，曹縣縣政府經研究決定新建戴老家水庫，以滿足當地群眾生活用水需求。平原水庫一般采用地上、地下蓄水相結合的方式，為防止滲流破壞及減少滲水量損失；同時為防止水庫建成后地下水位進一步提高、壩后產生較大范圍的浸沒區，因此采用合適的防滲措施至關重要。

1　戴老家水庫工程概況

1.1圍壩工程

戴老家水庫工程圍壩軸線長5 287m，壩頂高程59.50m，壩頂寬6.0m，上游側設0.6m高漿砌石防浪墻，墻頂高程60.10m。圍壩臨水側邊坡1∶3，坡面采用預制F150C30混凝土板護坡，背水側邊坡1∶2.5。

1.2工程地質

根據地勘資料，庫區分布的地層主要為：①砂壤土、②粉砂、③黏土、④砂壤土、⑤黏土、⑥粉砂、⑦黏土。⑤層黏土厚度大于1.0m，分布連續，可作為相對隔水層。

1.3筑壩土料

根據場區天然土料的儲量及地質報告建議，圍壩填筑土料采用②層砂壤土，圍壩采用均質壩。筑壩土料的滲透系數為2.27×10-3cm/s，不滿足規范要求的筑壩土料滲透系數<1.0×10-4cm/s的要求，因此壩體需要采取防滲措施。

2　防滲方案比選

垂直鋪塑方案，適用于防滲深度一般不大于12m；水泥土攪拌樁防滲墻地面以下防滲深度一般不大于20m，但是當截滲深度大于18m，施工工藝不成熟，不能保證成墻連續性；高壓噴射灌漿防滲墻方案，適用范圍較廣，但易出現開叉、搭接不嚴等現象，對不同土層的施工工藝參數難以把握，施工質量可控性差，工程造價較高，本工程不宜采用；塑性混凝士防滲墻方案，成墻完整連續，質量有保證，防滲效果較好，有豐富成熟的施工經驗，其滲透系數小于10-7cm/s，缺點是需要優質泥漿固壁，如遇流砂需加強施工管理，工程造價較高；振動切槽防滲板墻澆筑砂漿時無導管，是在水中澆筑砂漿，澆筑過程中與水振動混合，對墻體質量有影響，施工振動對壩腳穩定有一定的不利影響，在水庫圍壩中應用較少。結合本工程實際，選取塑性混凝土防滲墻、垂直鋪塑及水泥土攪拌樁比選，截滲深度為深入⑤層黏土1m。比選結果詳見表1。

本工程截滲深度內土層均為中等透水層，主要為粉砂和砂壤土，地面以下截滲深度約19.02～22.70m，水泥土攪拌樁防滲墻不能保證成墻效果，復合土工膜施工要求高，且處理不當后果嚴重。結合周邊工程經驗，選用塑性混凝土防滲墻截滲。另外，根據戴老家水庫興利調節計算，全年僅有1個月庫區水位大于57m，因此將防滲墻設在內壩肩，頂高程深入壩內3.5m，墻頂高程為57.10m，底高程嵌入第⑤層壤土內1m。

表1曹縣戴老家水庫垂直截滲方案比較表

3　防滲效果分析

采用北京理正巖土二維有限元滲流計算程序對圍壩防滲前后進行滲流穩定分析。根據壩段地形特點、壩基地質情況及蓄水位變化情況等資料，選擇0+500、2+350、4+200、5+200四個斷面進行分析。計算工況：庫內設計蓄水位58.00m，背水側相應的最低水位；設計蓄水位58.00降落至1/3壩高水位55.57m，背水側相應的水位；庫內平均水位54.26m，背水側相應的水位。如表2所示。

根據上表計算結果，整個圍壩在考慮防滲措施的情況下，水庫水位在不同時期作用下，年滲漏量減少至45.81萬m3，占總庫容的3.6%，防滲效果良好，截滲溝出逸比降有所降低，均在允許滲透比降0.2范圍內。