瀝青混凝土面板防滲在龍王塘水庫混凝土壩體防滲中的應用

遲　穎

(大連市水利建筑設計院， 遼寧 大連　116021)

瀝青混凝土面板防滲在龍王塘水庫混凝土壩體防滲中的應用

遲穎

(大連市水利建筑設計院， 遼寧 大連116021)

【摘要】本文針對瀝青混凝土面板防滲技術在龍王塘水庫混凝土壩體防滲中的應用問題，結合龍王塘水庫混凝土壩體防滲修復實踐，對防滲方案比選、防滲設計和瀝青混凝土面板防滲應用技術進行了介紹，具體構造作法可供相關工程應用借鑒。

【關鍵詞】重力壩； 防滲； 瀝青混凝土面板； 龍王塘水庫

1工程概述

龍王塘水庫位于大連市旅順口區龍王塘街道官房村。水庫始建于1920年8月，1925年3月竣工，總庫容為1976.24萬m3，是一座以防洪、城市供水等為主要任務的綜合性中型水庫。工程防洪標準為100年一遇洪水設計，1000年一遇洪水校核。工程等別為Ⅲ等，相應的永久性水工建筑物級別為：主要建筑物3級，次要建筑物4級。

龍王塘水庫樞紐主要由擋水土壩、混凝土擋水重力壩、混凝土溢流壩、取水塔四部分組成。擋水土壩位于大壩最右端，壩長59.14m，最大壩高4.92m；和土壩相接的是混凝土擋水重力壩，壩長159.38m，最大壩高40.8m；大壩最右端是混凝土溢流壩，壩長106.72m；取水塔位于混凝土擋水重力壩中部，分4級取水。

2加固前滲漏分析

加固前混凝土重力壩在上游右壩肩產生了從壩踵到壩頂的垂直裂縫，分析其原因可能是該壩段過長所致(裂縫所在壩段長33.23m，其余壩段長在25m左右)。在重力壩右壩端下游側高水位時出現滲水現象，通過壓水試驗，分析其原因發現是由于基巖裂隙滲漏、局部混凝土裂隙滲漏所致。背水壩面壩段分縫處和局部預制混凝土塊面已出現了張開脫落等現象，分析其原因可能是由于水庫大壩運行至加固設計時已有80多年，壩體混凝土的強度在逐漸降低，壩體的橫縫止水措施已年久失效，壩面混凝土由于受多年的剝蝕，表層粗骨料已外露，壩面產生細微裂隙，自然降水通過裂隙滲到細微的裂隙或孔隙里。受季節性變化的影響，凍漲問題也是使壩面破損和裂隙增多的重要因素之一。由于筑壩時采用埋石混凝土的水灰比很大，因此澆筑的混凝土就會出現粗骨料夾層，產生局部不夠密實現象，加之人工拌和上料時的不均一性，形成鉆孔所取巖心上所觀察到的蜂窩狀孔隙、小氣泡孔和巖心采取率偏低等現象。另外，由于當時施工能力也比較低，混凝土澆筑強度低，且澆筑層厚度較薄，加之有許多沒有處理徹底的水平施工縫或冷縫，最終形成了滲漏通道。

3防滲設計

為了解決由于大壩運行時間過久、壩體橫縫止水失效而造成壩段壩體發生滲漏，此次設計對重力壩壩體進行防滲處理。

3.1防滲方案比選

解決壩體滲漏的方法很多，一般可以采用灌漿法和瀝青混凝土面板防滲法。

灌漿法主要是對混凝土壩體進行鉆孔后灌注水泥漿，使水泥漿在壓力作用下對混凝土壩體縫隙進行填充，從而達到增強壩體強度和防滲的效果。

瀝青混凝土面板防滲主要是在上游面懸掛鋼筋混凝土預制板，板與混凝土壩面之間預留一定厚度澆筑縫，里面充填瀝青混凝土，這樣便在上游壩面形成一道整體防滲帷幕，從源頭徹底切斷滲水通道，達到防滲要求。

從地勘報告可以看出，重力壩水泥砂漿與塊石及粗骨料之間膠結程度良好，觀察取出的混凝土與基巖接觸部位的巖心柱，發現其膠結牢固。除了右壩頭的貫穿性裂縫以外，其余部位沒有貫穿性、連續性裂縫。考慮到壩體橫縫年久失效可能造成的壩體滲水問題，若采用灌漿法，不但在分縫處施工難度較大、無法保證灌漿的完整性、防滲不可靠，且灌漿法造價比瀝青混凝土板防滲法造價更高。

通過綜合分析，確定龍王塘水庫采用上游面瀝青混凝土面板防滲方案解決壩體滲水問題。

3.2防滲設計

為保證方案的可靠性，對上游壩面整體掛板防滲處理。

由于壩基埋深較大，并且淤泥本身具有防滲作用，因此設計防滲面板從5.8m高程處開始掛，防滲面板下用牛腿支撐。根據地勘報告，庫底淤泥高程在7m左右，施工時需將庫水放空。

根據其他類似工程的施工經驗，確定龍王塘水庫瀝青混凝土防滲面板厚度為10cm，外掛預制混凝土保護面板。瀝青混凝土防滲面板是防滲結構的主體，其穩定性主要取決于其流變特性。施工中應盡量采用流變性小的瀝青混凝土，使之在底部與牛腿之間及與預制混凝土掛板之間基本不產生流變，以提高防滲的可靠性。此次設計采用針入度指數大于-1.0。

瀝青混凝土線膨脹系數比普通的水泥混凝土大3～6倍，極限拉伸值比普通水泥混凝土大10倍，低溫抗收縮能力也比普通的水泥混凝土好，因此瀝青混凝土防滲面板不設伸縮縫。

3.2.1預制混凝土掛板構造

預制混凝土掛板位于瀝青混凝土防滲層外側，施工時可作為澆筑瀝青混凝土的模板，運行期可防止水庫中漂浮物和冰塊對防滲板的撞擊破壞，免受日曬老化，提高防滲板的耐久性。同時利用側壁上的剪切力可減輕瀝青混凝土流變，作為防滲板的保溫層可減少瀝青混凝土的溫度梯度，增強防滲板的低溫抗裂能力。

預制的混凝土掛板為鋼筋混凝土結構，尺寸為1990mm×598mm×70mm，周邊帶有楔口，內側帶有吊環便于安裝。

3.2.2錨筋設計

為了固定壩面預制混凝土掛板，需在壩面上埋設錨筋。錨筋直徑選用φ16，錨固深度1.2m。錨筋間距和掛板吊環相對應，垂直間距60cm，水平間距100cm(整板)和50cm(半塊板)。錨筋與水平面成20°角，向壩內傾斜。錨筋伸出段有向上的彎鉤，預制掛板掛在彎鉤上。為嚴格控制瀝青混凝土的厚度和壩面的平整度，保證混凝土掛板的穩定，錨筋彎勾與預制板吊環之間要用電焊焊牢，使其不能錯動。

5.8m高程處掛板下面采用牛腿支撐，牛腿利用錨筋固定在壩面上。錨筋直徑選用φ16，間距200mm，錨固深度1.25m。

3.2.3岸坡壩段設計

由于岸坡壩段的壩基高程高于5.8m，因此，可不修建牛腿作為支承平臺而直接將預制混凝土掛板與瀝青混凝土防滲支立于基巖上。應將底座開挖至新鮮完整的基巖，然后澆筑混凝土，沿地形澆筑成臺階狀的基座平臺，以便同混凝土預制板連接。基座連接采用擴大接觸面法，即在基座平面和立面預留寬17cm、深20cm的槽，支立預制混凝土板并澆筑瀝青混凝土后，對該槽回填瀝青混凝土，以增加防滲效果。

瀝青混凝土面板結構詳見右圖。

4結語

龍王塘水庫瀝青混凝土板防滲工程施工已于2009年完成，經過近5年的運行，龍王塘水庫分別在2012年和2013年安全經過兩次溢洪。實踐證明，瀝青混凝土板防滲在龍王塘水庫高水位運行情況下也沒有發生壩體滲漏現象，防滲效果良好。

瀝青混凝土面板結構圖

瀝青混凝土面板防滲工程在大連地區應用較為廣泛，且施工后效果比較理想。在工程設計中，針對混凝土重力壩的壩體防滲方案，根據工程實際情況(類似于本文提到的水庫壩體情況)，采用瀝青混凝土面板防滲方法是比較不錯的處理方法。

參考文獻

SL 319—2005.混凝土重力壩設計規范[S].

中圖分類號：TV543

文獻標志碼：B

文章編號：1005-4774(2015)02-0028-03

Application of Asphalt Concrete Panel Seepage Prevention in
Longwangtang Reservoir Concrete Dam Seepage Prevention

CHI Ying

(DalianWaterConservancyArchitecturalDesignInstitute,Dalian116021,China)

Abstract：In the paper, seepage-prevention repair practice of Longwangtang Reservoir concrete dam is combined for introducing seepage prevention plan comparative selection, seepage prevention design and asphalt concrete panel seepage prevention application technology aiming at application problems of asphalt concrete panel seepage prevention technology in Longwangtang Reservoir concrete dam seepage prevention. Concrete structure approaches can be provided for related project applications as reference.

Keywords：gravity dam; seepage prevention; asphalt concrete panel; Longwangtang Reservoir