水庫除險(xiǎn)加固工程大壩滲漏分析以及壩體防滲設(shè)計(jì)方案的綜合比選

肖春來

（邵陽市水利水電勘測設(shè)計(jì)院 湖南邵陽 422000）

水庫除險(xiǎn)加固工程大壩滲漏分析以及壩體防滲設(shè)計(jì)方案的綜合比選

肖春來

（邵陽市水利水電勘測設(shè)計(jì)院 湖南邵陽 422000）

小型水庫除險(xiǎn)加固工程在近幾年的水利工程中廣泛開展，這些水庫大壩基本上為土石壩，其數(shù)量龐大，由于當(dāng)初建設(shè)時(shí)技術(shù)手段缺乏，經(jīng)過多年運(yùn)行，大壩存在不同程度的基礎(chǔ)以及壩體滲漏，同時(shí)除險(xiǎn)加固后大壩設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)也有了提高，為研究大壩的整體防滲，本文結(jié)合分析羅源水庫大壩的滲漏狀況，對工程進(jìn)行防滲加固設(shè)計(jì)方案的比選，最終通過綜合效果分析，選擇最佳的防滲加固設(shè)計(jì)方案，希望對除險(xiǎn)加固水庫大壩的防滲加固設(shè)計(jì)有一定的借鑒意義。

羅源水庫；防滲加固；設(shè)計(jì)

1 前言

在除險(xiǎn)加固水庫大壩設(shè)計(jì)施工過程中，在做好對水庫大壩的滲漏分析基礎(chǔ)上進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆罎B設(shè)計(jì)是極為重要的，這不僅影響水庫大壩的防洪、水資源調(diào)節(jié)功能發(fā)揮，更會影響水庫大壩除險(xiǎn)加固建設(shè)質(zhì)量和使用壽命。本文以壩高（25.8m）接近30m、壩體壩基均存在不同程度滲漏、灌溉為主兼具防洪功能的羅源水庫為例，對除險(xiǎn)加固水庫大壩防滲設(shè)計(jì)進(jìn)行探討。

2 工程簡介

羅源水庫是一座以灌溉、防洪為主的小（Ⅰ）型骨干水利工程，1958年動工興建，1960年底工程竣工，1975年擴(kuò)建工程動工，1977年底建成小（Ⅰ）水庫，1978年蓄水運(yùn)行以來已有30余年，水庫原洪水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)按30年一遇洪水設(shè)計(jì)，100年一遇洪水校核，除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)采用30年一遇設(shè)計(jì)，300年一遇校核，水庫正常蓄水位543.8m，設(shè)計(jì)洪水位545.11m，校核洪水位為545.39m，總庫容215.17萬m3。

水庫控制集雨面積6.05km2，設(shè)計(jì)灌溉面積0.6萬畝，保護(hù)耕地0.4萬畝，防洪保護(hù)面積15.5萬畝，保護(hù)下游兩個城鎮(zhèn)。

3 大壩填土以及壩區(qū)地層巖性

（1）大壩填筑土為灰黃色含粉質(zhì)粘土、粘土，土質(zhì)較雜亂，密實(shí)度差。大壩沒有明顯的防滲體，定義為均質(zhì)土壩。

表1 壩體填土物理力學(xué)參數(shù)指標(biāo)

（2）羅源水庫大壩地層巖性自上而下分別有：

③基巖為寒武系下統(tǒng)黃灰～灰褐色硅質(zhì)泥板巖、變質(zhì)砂巖夾炭質(zhì)板巖，廣泛分布于壩址區(qū)。

4 大壩滲漏情況以及出現(xiàn)的原因分析

根據(jù)相關(guān)的統(tǒng)計(jì)，在水庫大壩出險(xiǎn)乃至垮壩的原因之中，因?yàn)槌瑯?biāo)的洪水或者是防洪標(biāo)準(zhǔn)過低占據(jù)了37～51%的比例；因?yàn)楣こ藤|(zhì)量隱患和工程質(zhì)量差占據(jù)了35～38%的比例；因?yàn)槟昃檬蓿芾聿簧普紦?jù)了4～15%；其它原因占據(jù)比例4～11%。因此，我們應(yīng)該重視大壩滲漏出現(xiàn)的原因。本文所研究的羅源水庫大壩滲漏集中出現(xiàn)在壩體和壩基兩個方面。

4.1 壩體滲漏

大壩外坡靠右側(cè)528m高程附近有散浸面積約120m2；壩基與壩體接觸帶滲漏嚴(yán)重，出現(xiàn)5處滲水點(diǎn)，其中右側(cè)壩體與山體接觸部位2處，左側(cè)山體接觸部位1處，壩腳2處，漏水總量達(dá)6L/s。從下表可見，壩體以及接觸帶滲透系數(shù)較大，直接反映就是壩外坡和接觸帶滲漏嚴(yán)重。

表2 羅源水庫壩體注水試驗(yàn)成果

原因分析：本工程大壩于1958年9月開始清基，1975年才達(dá)到現(xiàn)狀壩高，施工存在以下特點(diǎn)：人工施工，基槽開挖較淺，中部未清至弱風(fēng)化巖石，壩基未進(jìn)行防滲處理；土料就近采挖，含水量偏高，質(zhì)量較差；人工石鼓夯壓，土體難以夯壓密實(shí)；同時(shí)由于建設(shè)時(shí)間較長，施工結(jié)合面多，因而為壩體與壩基接觸帶、壩體滲漏埋下隱患。

羅源水庫大壩出現(xiàn)壩體嚴(yán)重滲漏主要是因?yàn)閴误w填筑的施工質(zhì)量差、壩體土料質(zhì)量差、接觸帶處理嚴(yán)重不足，所以壩體及接觸帶存在較高的滲透系數(shù)，導(dǎo)致在下游壩體的坡面上出現(xiàn)了散浸和集中滲漏點(diǎn)現(xiàn)象。

4.2 壩基滲漏

大壩壩基為硅質(zhì)板巖、變質(zhì)砂巖夾炭質(zhì)板巖，從壩基壓水試驗(yàn)成果表可見大壩基巖面以下5.0m左右為中等透水巖石，壩體滲漏水成為壩后積水坑的長期水源（見表3）。

5 水庫大壩防滲設(shè)計(jì)方案綜合選擇

小型水庫大壩除險(xiǎn)加固的防滲設(shè)計(jì)應(yīng)該從方案防滲效果、施工適應(yīng)性、施工速度、施工條件、投資等幾方面綜合對比選擇。

5.1 壩體防滲方案比選

根據(jù)本地區(qū)小型水庫大壩防滲施工的經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)對本水庫大壩壩體的防滲選取高壓旋噴灌漿防滲和套井沖抓回防滲填兩種方案進(jìn)行對比，其對比情況見表4。

從表4看出，雖然高噴造價(jià)高出19萬元，但綜合考慮沖抓回填土料取得的難度等不利因素，高噴灌漿防滲比之于沖抓回填更適合本工程。同時(shí)，對于大壩壩基淺層基巖及接觸帶滲漏，采取對其進(jìn)行高噴防滲處理，深入強(qiáng)風(fēng)化基巖1.0～1.2m。

5.2 壩基防滲方案

本工程壩基防滲比較簡單，直接選擇帷幕灌漿。

6 結(jié)束語

一直以來，水庫都是關(guān)系到國計(jì)民生的重點(diǎn)項(xiàng)目，水庫大壩能否安全、穩(wěn)定、持續(xù)的運(yùn)行，就成為重中之重。本文通過對羅源水庫大壩出現(xiàn)滲漏的問題進(jìn)行具體的分析研究，并且通過防滲方案的比較選擇，提出最符合大壩除險(xiǎn)加固防滲需要的設(shè)計(jì)方案，能夠進(jìn)一步加固水庫大壩，徹底消除大壩滲漏安全隱患，也希望為類似工程提供相關(guān)工程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。

表4 壩體防滲方案對比

[1]甘興云.水庫大壩防滲加固技術(shù)探討[J].科技與企業(yè)，2015（18）：203.

[2]李 洋.某水庫大壩壩體防滲加固處理[J].山西建筑，2011（11）：227～229.

[3]周維海.大壩防滲加固設(shè)計(jì)[J].黑龍江水利科技，2011（04）：101～102.

[4]趙建立.水庫大壩防滲加固經(jīng)驗(yàn)探討[J].河南水利與南水北調(diào)，2013（16）：107～108.

TV543

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1004-7344（2016）17-0098-02

2016-3-16

肖春來（1970-），男，工程師，主要從事水利水電工程設(shè)計(jì)方面的工作。