水庫大壩防滲加固設計的分析

薛文春 林亮亮

【摘要】本文筆者根據多年經驗，從某水庫水壩的滲漏情況及其原因分析出發，提出了庫大壩防滲加固設計的技術方案，通過對比，最后確定最佳方案。

【關鍵詞】水庫大壩；防滲設計；方案選擇

一、工程基本情況

某水庫大壩壩址以上集雨面積為24.8 km2，主河長為15. 2km，流域呈不對稱的扇形，左岸偏陡，右岸地勢稍微平坦，河窄坡陡，水流較湍急，河道的加權平均坡降是1. 95 %流域內的森林及草木覆蓋率達90%以上，屬山區河流，洪水大部分是由暴雨形成，流域內水滅頻繁，滅情較為嚴重。

二、滲漏情況和原因分析

1. 壩體填筑不符合質量要求

大壩是一個勤土均質壩，以低液限勤土為主，局部是高液限勤土，填筑土 是坡積層勤土，由于土質均勻性較差，因此，易造成填土密實性達不到預期效果，且干容重差，以及造成孔隙比和液性指數偏大。

2. 排水棱體失去作用

經白云巖塊石堆積，形成排水棱體，由碎石和砂組成其過濾層，由于排水棱體較小，經長期運行后，會出現棱體排水阻塞，浸潤線升高等現象，以致有水滲出壩坡。

3. 壩基、壩肩問題

1）壩基處巖石抗風化能力較弱：壩址區經地質勘探發現有6個較大規模洞穴，其主要位于壩軸線下游，露頭的基巖上有較多蜂窩狀空洞；壩基性為淺灰色厚、巨厚層狀的粗晶、中晶的白云巖，巖層風化破碎，強中風化層的下限約5—10 m，經壓水試驗結果分析，壩基、基巖表層巖石風化破碎且透水性強，其下部巖石基本完整，為弱透水巖層。

2）泥巖夾層處呈薄餅狀：長石砂巖中夾薄層泥巖，主要是沿地層層而出，且在兩岸處均有發現，這就形成了巖體中的軟弱夾層帶。

3）壩肩鈣化黃土狀壤土與半膠結細砂存在滲漏破壞的可能，不宜直接用作壩肩基礎。

4. 壩體填土

大壩填筑土主要有含砂、低液限勤土、含砂、低液限粉土以及粉土質砂，各類土質混雜式的填筑，就導致土質均一性較差。其滲透系數偏大，沒有滿足規范的要求。

三、防滲加固設計

1. 選擇防滲方案

對比以下2種壩體防滲加固處理設計方案。

1.1 方案1：在大壩上游側設置勤土斜墻

方案簡介： 在大壩的上游側設置寬24. 5m、底部厚7m、頂寬6m的勤土斜墻；在大壩的下游坡292. 5m位置將坡度放緩至1：2.5；為降低壩基覆蓋層滲漏情況，在砂卵石壩基設置截水槽。

1.2 方案2：沿壩軸線設混凝土防滲心墻方案

方案概況：同上方案將下游壩坡培坡放緩至1：2.5，在高程的295 m高程處設一馬道，寬為1. 5 m，為上游壩坡整平、護坡。自大壩壩頂順壩軸線的方向設置混凝土防滲墻，防滲墻

要貫穿壩基砂卵石層且要深入基巖lm，以截斷壩基覆蓋層的滲漏的途徑。

勤土斜墻式的方案，工程造價高、施工難度大，而且水庫必須放空，因此，初于庫區多年蓄水的考慮，這次選擇混凝土防滲墻方案，來加固處理大壩壩體防滲，該方案施工簡單、而且安全可靠，直觀性強，已被廣泛應用。

2. 設計防滲加固

2.1 墻體材料及防滲墻厚度

防滲墻體的材料為混凝土，基本要求是：k不小于1 x10-6cm/s；J允許小于60。

根據水源頭、水庫地質條件以及已建的工程情況，設計墻厚為50 cm，其防滲墻的最大滲透坡降J= 53. 476 <[J]=60，滿足其設計基本要求。

墻頂高程設計為309. 5m，以滿足規范中防滲墻墻頂高程大于等于校核的洪水位的要求，另外，防滲墻伸入基巖到1m，其最大墻高設計為39m，以達到設計要求。

2.2 合理選擇防滲墻施工工藝

我們要結和適用條件、經濟性原則、質量要求、成墻技術原理等各方面的因素，合理選擇防滲墻施工工藝。大壩混凝土墻墻體厚度50cm，最大墻深是39m，根據我國現在的成墻工藝，同時結合其它工程的 實踐經驗，我們從經濟和技術上對比分析了3種可行的混凝土防滲墻的施工工藝，如表1所示，3種方案的主要技術參數和經濟指標。

從表1可以看出，液壓抓斗一方案的造混凝土防滲墻造價較為適中，成墻質量也可靠，檢測也方便，易于對工程進行控制。因此，從安全、可靠以及經濟的角度出發，再根據本工程的地質狀況，借鑒一些類似工程實踐經驗，本階段的設計較適宜采用液壓抓斗一造混凝土防滲墻方案。

四、結語

該水庫大壩防滲加固設計要結合當地發展實際，并充分考慮國民經濟部門近期和遠景計劃對本工程的要求。防滲加固設計在充分滿足工程安全、經濟合理和技術先進的前提下，統籌考慮工程施工、工程維護、管理方便、與周圍環境協調等各方面的因素，力爭做到安全、經濟、實用、節能、環保。