益塘水庫攔河壩塑性混凝土防滲墻加固設計

摘 要:本文結合益塘水庫除險加固工程實例，對幾種常用防滲加固方法的優缺點進行分析比較，并詳細介紹了塑性混凝土防滲墻的設計。

關鍵詞:防滲加固 塑性混凝土 防滲墻 配合比設計

中圖分類號:TU2 文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2012)04(a)-0105-01

1 工程概況

益塘水庫位于廣東省梅州市五華縣境內，距縣城約20km，是一座以防洪為主，保證灌溉、結合發電等綜合利用的大(2)型水庫。水庫集雨面積為251km2，正常蓄水位153.00m，相應庫容1.16億m3，總庫容為1.65億m3。

益塘水庫興建于1971年，1974年初步建成運行。水庫大壩由矮車主壩、潭下攔河壩及8座副壩組成，為均質土壩。矮車主壩最大壩高42m，壩頂高程159.33m，壩頂寬6.6m，壩軸線長約370m;攔河壩最大壩高22m，壩頂高程159.86m，壩頂寬6.5m，壩軸線長約730m。

建設期由于受到技術、經濟等條件的限制，壩體土料填筑質量差，壩基清基不徹底，造成大壩后坡排水棱體滲漏大;特別是潭下攔河壩壩基有砂卵石透水層，原設計采用截水槽和粘土鋪蓋防滲，但截水槽未完全貫穿整個透水層，壩基有可能發生滲透破壞，威脅下游人民生命財產的安全。

2009年，經安全鑒定評定為二類壩，需盡快進行除險加固。

2 防滲加固方案選擇

根據攔河壩所存在的問題，設計采用塑性砼防滲墻、劈裂灌漿、復合土工膜等三個方案進行技術經濟比較，通過比較選擇施工方便、防滲效果好的方案作為推薦方案。

塑性混凝土防滲墻能適應各種松散透水地基的復雜的水文地質與工程地質條件，具有可靠性高、施工進度較快、便于機械化施工、防滲效果顯著的優點，缺點是成本較高。

劈裂灌漿具有造價低，短期防滲效果好等優點;缺點是灌漿要根據灌漿深度、次數嚴格控制灌漿壓力、灌漿量及控制壩頂的劈裂長度和寬度，同時要嚴格控制壩體的位移和沉降量，因此其灌漿進度慢，灌漿土容易變形破壞，時間一長，出現防滲失效的情況，防滲效果不能持久。

益塘水庫大壩本身就曾進行過多次灌漿處理，都未能達到長期的防滲效果。

復合土工膜造價低，施工簡便快捷，可結合大壩上游護坡加固進行施工，施工技術要求相對簡單，其防滲效果較好;缺點是鋪設土工膜要求干地施工，矮車主壩和潭下攔河壩均不具備此條件。

綜合以上分析比較，考慮潭下攔河壩在益塘水庫各壩中滲漏最為嚴重，故對該壩采取塑性混凝土防滲墻進行加固處理。

3 塑性混凝土防滲墻設計

3.1 防滲墻設計深度

混凝土防滲墻底部原則上嵌入相對不透水層1m左右，頂部嵌入壩體防滲體中。根據地質資料，攔河壩底部相對不透水層為強風化層，故防滲墻底部入強風化層1m，頂部至高程159.0m。

3.2 防滲墻厚度的確定

防滲墻的厚度應滿足墻體抗滲性、耐久性，滿足墻體應力和變形的要求，同時還應考慮到地質情況及施工設備等因素。

計算公式如下:

式中:δ—— 防滲墻厚度(m);

ΔHmax—— 作用在塑性混凝土防滲墻上的最大水頭差(m)，攔河壩上下游校核洪水位分別為158.5m和137.9m，故最大水頭差為20.6m;

JP—— 塑性混凝土防滲墻允許水力坡降;

K—— 抗滲坡降安全系數;

Jmax—— 塑性混凝土防滲墻滲透破壞坡降。

根據對國內外已建工程的統計，防滲墻允許承受的水力坡降Jp一般采用Jp=50～60，本工程取50。計算得:δ=20.6/50=0.412m即可滿足要求。

受造孔機具限制，參考國內工程經驗，混凝土防滲墻厚度取為0.6m。

3.3 防滲墻主要設計指標

參考國內已建防滲墻的經驗，結合益塘水庫攔河壩工程條件，塑性混凝土的物理力學指標為:入孔坍落度18～22cm，擴散度34～40cm，滲透系數K＜1×10-6 cm/s，抗壓強度1.5MPa

施工過程中，施工單位應該通過現場試驗，在滿足設計要求前提下選擇較經濟的配合比方案。

4 結語

實踐表明，塑性混凝土防滲墻有效解決了益塘水庫攔河壩壩體、壩基的滲漏問題，其具有的施工速度快、防滲效果好、可靠性高等特點，對水庫大壩防滲加固有較好的借鑒作用。隨著混凝土防滲墻技術的迅速發展，施工機具的不斷創新和完善，經濟效益的不斷提高，其用途將日益廣泛。

參考文獻

[1]水工建筑物水泥灌漿施工技術規范(SL62-94).

[2]水電水利工程混凝土防滲墻施工規范(DL/T 5199-2004).