小型水庫土壩防滲型式方案比選

王 鐵，張偉利，李云祥

（海林市水務局，黑龍江海林 157100）

1 基本情況

長石水庫位于海林市三道關鄉長石村西4 km處，距三道關鄉8 km，控制集雨面積15 km2。該水庫于1956年開始施工，1958年竣工，為?。?）型水庫。水庫是灌溉、防洪為主，兼顧養魚綜合利用效益的年調節水庫。水庫樞紐工程由土壩、溢洪道、放水洞組成。土壩壩身均為均質壩，現壩頂平均高266.75 m，壩長220 m，最大壩高10.8 m，上游壩坡為 1∶2.5，下游壩坡為1∶2.0。該水庫2008年被列為我省小型水庫除險加固工程之一。

2 土壩滲流安全評價

壩體滲流采用按均質壩計算浸潤線，只取最大壩高處橫斷面作為設計斷面（即：0+124斷面）。計算情況取穩定滲流期。壩體按均質土壩在不透水地基上、下游有排水設施進行計算。

2.1 壩體浸潤線計算

壩頂寬b=4 m，上游坡 m=2.5，下游坡 m1=2.0，t=2.2 m，H=9.8 m，取ε=0.3求出縱座標軸y位置為8.82 m。

下游坡腳到縱座標軸距離計算公式為：

縱座標軸oy到壩頂上游邊線的距離，計算公式為：

在下游坡逸出點浸潤線的縱座標，按公式計算：

座標原點到浸潤線下游坡的逸出點距離，按下式計算：

壩頂上游邊線處浸潤線高h2：

浸潤線其它各點座標，其結果見表1。

表1 壩體浸潤線各點座標

逸出點高程為258.40 m，為浸潤線在壩頂上游邊線位置高程為263.80 m。

2.2 壩體滲流計算

單寬滲流總量q的計算公式為：

式中：k為滲透系數，0.02 m/d。經計算q為0.37 m3/s。滲出點比降計算公式為：

壩身土質為非黏性土J允取0.2;J＞J允，滲流不穩定。

2.3 壩基滲透穩定計算

本水庫大壩為雙層地基，上部為低限液粉，下部為花崗巖的全風化、強風化層。

由土壩設計得：

滲流不穩定，需進行防滲處理。

3 土壩防滲方案比選

經計算壩頂高較原壩高266.75 m要加高0.09 m，所以本次設計壩頂高266.84 m。壩前坡1∶2.5，壩后坡1∶2.0。

3.1 防滲墻頂高程的確定

對于Ⅳ級壩的長石水庫，防滲墻頂高程應高出正常運用條件下的靜水位（265.75 m）0.5 m，即266.25 m，同時不得低于非常運用條件下的洪水位266.24 m。因此，選定防滲墻頂高程為266.25 m。

3.2 方案比選

根據土壩筑壩材料和壩基地質情況，壩體防滲選4種型式進行方案比選，第一方案為黏土斜墻，前面加水平鋪蓋;第二方案為高壓旋噴心墻防滲;第三方案為高壓擺噴心墻防滲，第四方案為多頭小直徑防滲墻防滲。4個方案工程量及造價比較見表2。

表2 防滲方案比選表

從以上4個方案比選看，第四方案造價較低，施工方法簡單，所以長石水庫土壩防滲采用多頭小直徑防滲墻防滲。采用ICJ-22系列樁機，設計要求抗壓強度＞1.0 MPa，滲透系數K＜5×10-6cm/s，鉆頭數量為4個，成墻深度控制在18 m，攪拌形成一道0.2 m厚截滲墻。截滲墻底高程達到強風化花崗巖以下0.5 m。