跋山水庫防滲加固設計方案比選研究

李元慶

（沂水縣跋山水庫管理處,山東 臨沂 276400）

0 引言

深入研究水庫大壩防滲方案，對推動我國水利工程技術發展有著重要的意義[1]。大壩的滲流控制措施一般分為水平防滲和垂直防滲，實質上都是通過延長土壩滲徑，使其滲透坡降不超過允許坡降，保持土壩的滲透穩定[2]。本文以山東沂水縣跋山水庫防滲加固設計方案為研究背景，對壩體防滲方案進行合理比對選擇，運用計算軟件對防滲效果進行評價。

1 工程現狀

1.1 水庫概況

跋山水庫工程等別Ⅱ等，控制流域面積1782 km2，現狀總庫容5.28 億m3，是一座以防洪為主，兼顧灌溉、發電、養殖等功能的大（2）型水庫。水庫樞紐由土壩、漿砌石壩、溢洪道（閘）、放水洞及壩后水電站等建筑物組成。水庫擋水建筑物全長2216.2 m，最大壩高33.65 m。水庫灌溉面積48.7萬畝，壩后電站總裝機容量5640 kW。

1.2 存在的問題

大壩滲漏方面的問題主要表現在以下幾個方面：

（1）大壩接高部分斜墻壤土：滲透系數值1.2×10-4cm/s～1.3×10-3cm/s，為中等透水層，不滿足規范要求。

（2）大壩下部心墻壤土：壤土平均壓實度0.95，達不到現行規范要求。心墻土滲透系數范圍值4.2×10-5cm/s～1.4×10-4cm/s，不滿足規范要求。

（3）截滲槽齒墻壤土：壤土平均壓實度為0.96，達不到現行規范要求。齒墻土滲透系數為5.6×10-5cm/s，不滿足規范要求。

（4）西副壩壩體寬心墻壤土：壩體壓實度為0.88～0.90，不滿足規范要求。大壩填筑質量不均勻，勘察過程中多產生不同程度的漏漿現象。滲透系數范圍值為1.8×10-4cm/s～2.5×10-3cm/s，具有中等透水性，不滿足規范要求，壩體質量差。

（5）東副壩壩體寬心墻壤土：壓實度為0.74～0.99，不滿足規范要求。滲透系數6.9×10-5cm/s～1.2×10-3cm/s，具有中等透水性，不滿足規范要求，壩體質量差。

2 滲流加固設計方案

2.1 加固前滲流計算分析

綜合大壩分區分帶性結合重點部位分析，選取大壩0+290 斷面進行二維滲流分析。計算程序選用巖土計算仿真軟件GeoStudio2007 中的Seep/W（地下水滲流分析軟件）模塊。依據地勘建議綜合歷次勘探成果結合測壓管觀測反演調整，選定大壩各分區土料滲透系數。其中，主壩上部壤土滲透系數根據注水試驗情況估算所得。滲透系數選取值見表1。

表1 大壩滲透系數選取值

2.1.1 計算工況

根據水位組合確定計算工況見表2。

表2 大壩滲流計算工況

（1）塑性混凝土防滲墻。主要優點：可適用各類土體，防滲效果好，可靠度高，質量易控制，技術成熟。主要缺點：施工功效較低、造價較高。

綜合表4經濟、技術比較，結合大壩上部防滲體的擋水要求確定大壩上部加固采用粘土斜墻方案，即防滲斜墻位于上游壩坡的棱錐體壤土斜墻處，為挖除原壤土置換為粘土方案。

圖1 工況1浸潤線及等勢線圖

圖2 工況2浸潤線及等勢線圖

圖3 工況3浸潤線及等勢線圖

正常運用條件下，心墻出逸點、齒墻、壩坡出逸點比降均滿足規范及運行要求，由于防滲體滲透系數偏大致使壩體單寬米滲漏量較大。非常運用條件下，水流繞過心墻從上部斜墻出逸，出逸比降大于壤土允許值極易產生滲透破壞，浸潤線及壩坡出逸點較高對下游壩坡穩定不利，齒墻接觸面水平比降臨界于允許值容易產生沖刷破壞，壩體單寬米滲漏量大。

表3 計算工況下大壩控制部位計算比降及壩體滲漏量

2.2 防滲加固設計方案比選

根據現狀結合水庫除險加固的建設性質，大壩防滲加固宜采用垂直截滲措施。

通過實地調查了80位居民，其中將廁紙使用后直接丟進馬桶處理的有49位，將廁紙使用后丟進紙簍處理的有31位.同時隨機調查了20位大學生，其中17位認為應直接丟進馬桶沖走，3位認為應丟入紙簍.同時在網上調查結果統計得到不同地區48人的有效回復，其中32人認為廁紙使用后丟進馬桶沖走的方式更合理一些，16人回復認為丟進紙簍中方式更好.

2.2.1 垂直截滲技術比選

對兩組患者服藥后的治療效果進行記錄，將相關數據進行比較。療效判定：①痊愈：用藥期間患者未出現任何頭痛癥狀；②顯效：用藥后患者的頭痛情況得到了顯著的緩解，且頭痛時間明顯縮短，頭痛發作頻率也明顯減少，患者眼底血管痙攣有所緩解；③有效：用藥后患者的頭痛情況有所緩解，但是在停止用藥后頭痛會出現復發，發病持續時間減少到了一半以上；④無效：患者的臨床癥狀沒有任何的改變。總有效率=痊愈率+顯效率+有效率。

垂直截滲技術比選混凝土防滲墻、高壓噴射灌漿和壩體劈裂灌漿。

2.1.2 計算成果

根據現有壩型情況，比選上游壩肩及壩前原心墻中心線兩條軸線，兩軸線處的防滲加固布置見圖4，圖5。

（2）高壓噴射灌漿。主要優點：施工機械占地小，便于操作，防滲體與周邊土體彈性模量相近適應變形能力強。主要缺點：防滲效果受土質影響大，水泥用量大，廢漿液較多，質量檢測及控制要求高，工程造價高。

本著安全實用、經濟合理、便于操作、質量易控制、可靠度高的原則，確定采用塑性混凝土防滲墻截滲方案。

（3）壩體劈裂灌漿。主要優點：漿液可滲入土體中的孔隙不僅可以提高土體的防滲作用還可以提高土體的密實度，工程造價低。主要缺點：施工技術要求高，水下部分漿液凝固緩慢，帷幕質量難以保證，可靠度不高，效果不易檢查。

2、最密切聯系原則缺乏操作性。由于最密切聯系原則的理論構建不夠完備，導致了其缺乏操作性，也就是說，在具體法律案件中不易確定最密切聯系地。在我國的司法實踐中，法院一般通過計算連結點的數量來確定最密切聯系地，連結點的數量越多，就意味著該涉外民事法律關系適用次法律的充分性越高。但僅憑數量的堆疊而不考慮這些連結點的質量就確定應適用的法律是十分不恰當的。最密切聯系原則只是選擇準據法的一種方式，需要確立具體的適用方式和適用步驟才能真正發揮其作用。

4b 1H NMR(CDCl3) δ:8.07-8.05(m,3 H),7.87(d,1 H),7.52-7.48(m,1 H),7.40-7.27(m,1 H),7.03-7.01(m,2 H),3.87(s,3 H).

2.2.2 防滲體加固方案比選

(7)第四系。測區第四系廣布，約占測區面積的1/3，主要分布于巖溶平原、谷地和柳江兩岸。主要發育有河流沖積、溶蝕殘余堆積、殘坡積、洞穴堆積和風化堆積等五種成因類型。

根據防滲體的位置及擋水要求，初步擬定復合土工膜及粘土斜墻兩個方案，方案優缺點及投資對比見表4。

采用 Co-Correspondence Analysis（CoCA）研究浮游植物和浮游動物群落之間的相互作用。CoCA是一種較新的排序方法，其分析模式與CCA（Canonical Correspondence analysis）類似，但是克服了 CCA只能用于群落數據和環境變量分析的不足，該方法可以直接用來分析比較群落之間相互聯系（ter Braak et al.，2004）。

表4 壩上部斜墻防滲加固方案比選

方案1：主要優點為便于操作，功效高，適應變形能力強，抗震性能好，防滲效果顯著，工程造價低。主要缺點為土工膜焊接及連接技術要求高，受制造工藝和焊接水平的影響易造成不均與和缺陷。

本文實驗環境為Linux操作系統，搭建了一主四從的小型分布式集群，各節點虛擬機處理器配置為Intel Xeon CPU E5-2650 v2，內存 4GB，軟件為Hadoop-2.6.0版本。實驗數據采用從UCI機器學習庫中選取的美國1990年的人口普查數據，該數據集的維度為68，共有2458285條數據，通過人工處理，將數據集抽樣為6個大小不同的數據集，使得每個數據集的數據量以接近2倍大小的速度增長。

方案2：主要優點為施工技術要求低，指標易控制，防滲效果明顯。主要缺點為現狀壤土不滿足防滲要求，土料需外購，土方工程量大，工期長，造價高。

計算工況下滲流場形態分布見圖1～圖3。關鍵控制部位計算比降及壩體滲漏量見表3。

2.2.3 防滲加固軸線比選

在初中物理電學的計算題中遇到求解過程很復雜，而且解題的方法有很多種題時，這主要考驗學生的綜合能力，學生在解題的過程中可能出現由于粗心求解錯誤的情況，影響最后結果的得出。這時教師可以利用設未知列方程的方法，避開復雜的求解過程，幫助學生很好的解決問題。

（1）軸線Ⅰ上游壩肩處。防滲墻自壩頂深入基巖。根據壩高的不同，主壩段墻體厚0.6 m，副壩段墻厚0.4 m，墻體深入基巖0.5 m。防滲墻體自上而下依次穿越壤土斜墻、粘土質礫質粗砂下游壩殼、壤土心墻、壩基礫質粗砂、基巖。

主要優點：加固措施單一，便于操作技術要求低，防滲效果好，178.67 m以上護坡無需拆除，施工影響范圍小。主要缺點：砂層泥漿固壁效果差，易塌孔，防滲墻施工需拆除防浪墻，施工機械設于壩頂影響交通且易造成路面坡壞，需在下游側修筑臨時道路。

（2）軸線Ⅱ上游壩坡原心墻中心線處。防滲墻自初期防滲體頂高程（178.67m）穿越壤土心墻入基巖，主壩段墻厚0.6 m，副壩段墻厚0.4 m。設計洪水位以下運行時由防滲墻進行防滲，設計洪水位以上靠上部防滲體進行防滲。

隨著我國經濟和社會的不斷發展，社會矛盾越來越尖銳，在這種社會情形下，刑事訴訟案件激增與司法資源短缺成為一個比較突出的矛盾。所以在刑事審判過程中追求效率價值就顯得更加迫切，庭前會議制度的設置乃是在確保公正的前提下，追求訴訟效率最大化的最好途徑。

主要優點：防滲墻體穿越土層單一，泥漿固壁效果好，施工安全度高，施工機械設于壩前不影響壩頂交通，土工膜延伸性好適應變形能力強，抗震性能好，通過開挖部分斜墻壤土填筑施工平臺，實現挖填平衡。主要缺點：178.67 m高程上部需采取其他防滲措施，上部防滲體涉及防滲墻、防浪墻間的連接處理，施工工序繁瑣，178.67 m以上護坡需拆除并恢復，施工影響較大。

上述兩方案工程投資相近，各有優缺點。從便于施工操作減少工程影響，盡可能保留現有大壩上部完好的護坡，降低工程總體造價，選用軸線Ⅰ上游壩肩處。

2.3 加固后滲流計算分析

防滲加固后計算斷面控制部位計算比降及滲漏量見表5，浸潤線及等勢線示意圖見圖4～圖6。

表5 各計算斷面控制部位計算比降及滲漏量

圖4 工況 1浸潤線及等勢線圖

圖5 工況 2浸潤線及等勢線圖

圖6 工況 3浸潤線及等勢線圖

經防滲加固后，防滲效果明顯，壩體滲流流態及滲漏量較現狀有了顯著的改善。主壩段各計算工況下壩后浸潤線已降至砂層，齒墻、防滲墻、壩后坡出逸比降均顯著降低滿足土體允許要求；大壩滲漏量較加固前減少63%，截滲效果明顯，水頭消減大于80%，壩后浸潤線明顯降低，證明防滲方案合理可行。

患者男性，76歲，半月前因黑便于地方醫院檢查發現腹主動脈瘤，瘤體最大直徑約5 cm，無腹痛、腹脹。于2018年1月10日收入我院，有冠心病、高血壓、吸煙史。心臟CT檢查提示：主動脈及其主要分支管壁增厚、毛糙，并見多發鈣化。左腎動脈起始處明顯狹窄，主動脈下段梭形瘤樣擴張，瘤壁不規則增厚，瘤腔內有附壁血栓。

3 結論

（1）對防滲加固前后壩體進行滲流穩定分析可知，現狀堤防滲流穩定不滿足規范要求，滲流量較大，采用防滲措施處理后，明顯降低了堤防浸潤線，減小了堤防背坡滲流出逸段的滲透坡降和滲流量，說明方案效果較好，滿足設計要求。

（2）運用方案綜合比選方法確定的最終防滲加固設計方案，可以為壩體防加固提供設計施工依據，具有顯著的經濟社會效益。