寧夏隆德縣清涼水庫壩體防滲及軟基加壩經(jīng)驗(yàn)淺析

【摘要】寧夏南部山區(qū)水庫除險(xiǎn)加固工程，由于受投資所限，壩體加高多采用壩前加壩方式，即在壩體迎水坡淤泥面上培厚加高；由于一部分水庫功能所致，需要常年蓄水，加之原壩體基礎(chǔ)未處理，施工質(zhì)量較差，造成滲漏嚴(yán)重，已影響到工程的安全運(yùn)行；有些水庫直接在淤泥面上培厚加高，經(jīng)常壩體出現(xiàn)裂縫和滑坡現(xiàn)象。本文介紹結(jié)合壩體防滲，用格網(wǎng)帶法設(shè)置排水溝，在新加壩體坡腳處設(shè)置塊石壓重區(qū)的方法并適當(dāng)控制加壩速率，可預(yù)防裂縫及滑坡，收到了較好效果，為類似工程提供借鑒作用。

【關(guān)鍵詞】軟基加壩；排水溝；坡腳塊石壓重；寧夏隆德

2005年12月由寧夏固原市水利勘測設(shè)計(jì)院完成的《寧夏隆德縣清涼水庫大壩安全評價(jià)報(bào)告》，經(jīng)中國水利水電科學(xué)研究院專家組鑒定并核查，同意水庫大壩確定為Ⅲ類壩的鑒定結(jié)果。2006年1月11日寧夏回族自治區(qū)水利廳以（寧水計(jì)發(fā)[2006]5號文件，下發(fā)了《關(guān)于隆德縣清涼水庫除險(xiǎn)加固工程初步設(shè)計(jì)的批復(fù)》，工程總投資為1387萬元。

1. 工程概況

1.1工程概況。

2. 工程設(shè)計(jì)

2.1壩體放滲設(shè)計(jì)。

（1）清涼水庫土壩為山地礫質(zhì)土均質(zhì)壩，兩壩肩及壩體滲漏嚴(yán)重，不能正常蓄水。本次設(shè)計(jì)加壩高度為2.8米，壩頂寬增加到6.0m，為結(jié)合壩體迎水坡防滲處理，采用壩前加壩（壩內(nèi)培厚加高）方式。筑壩土料場位于清涼水庫壩址下游右岸4.5Km的新華村。巖性為Q3m黃土，土黃色，硬塑一堅(jiān)硬，厚5～7m。勘探范圍500×600m，儲量150萬m3，其滲透系數(shù)為1.3×10-5cm/s，滿足規(guī)范規(guī)定的防滲要求標(biāo)準(zhǔn)，以上各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到了《水利水電工程天然建筑材料勘察規(guī)程》（SL251-2000）中對土料質(zhì)量的技術(shù)要求。

（2）根據(jù)《水利水電工程施工規(guī)范》，施工過程中，壩體填筑土料含水量設(shè)計(jì)要求控制在14.2%左右，采用分層鋪土、分層碾壓，設(shè)計(jì)要求壓實(shí)度達(dá)到0.98以上；機(jī)械碾壓鋪土厚度不超過30cm，人工夯實(shí)不超過20cm，每鋪一層土料，應(yīng)及時(shí)碾壓，不得隔日再壓；每壓完一層，其表面須剖毛，過干時(shí)需灑水后方可繼續(xù)鋪土碾壓，前后兩次碾壓結(jié)合部位須彼此覆蓋，每層檢測一次干容重，達(dá)到設(shè)計(jì)要求時(shí)，才能進(jìn)行下一道工序施工。加壩時(shí)，壩體與淤泥面用結(jié)合槽連接，在岸坡、建筑物等剛性建筑物結(jié)合處，應(yīng)將混凝土表面或巖石面節(jié)理、裂隙縫口沖洗干凈，灌入水泥漿或水泥砂漿；對節(jié)理、裂隙發(fā)育、滲水嚴(yán)重的巖石，可灌入混凝土或水泥砂漿。

2.2軟基加壩設(shè)計(jì)。

清涼水庫現(xiàn)泥面高程為2542.40 m，淤泥面厚度14.70m，本次設(shè)計(jì)在泥面上直接加壩。為加快淤泥壩基固結(jié)，在新加壩基范圍內(nèi)設(shè)縱橫排水溝，形成格網(wǎng)狀排水帶，為預(yù)防加壩出現(xiàn)和滑坡現(xiàn)象，在新壩坡腳前緣設(shè)置一道堆石體，即塊石壓重區(qū)。

2.2.1軟基排水溝及坡腳塊石壓重區(qū)布置。

清涼水庫設(shè)計(jì)加壩高度為2.8m，即在壩體淤泥面水平鋪設(shè)寬度為14.8m。軟基排水溝布置為縱向和橫向，縱向排水溝平行于壩軸線布設(shè)，共三道，平均間距7.4m m，第三道為塊石重壓區(qū)。一、二道排水溝斷面尺寸：寬度1.5m，深度1.5m，排水溝填料由砂、卵礫石和塊石組成，并且滿足反濾要求：砂層平均厚度0.3m，粒徑1～5mm，卵礫石平均厚度0.5m， 粒徑5～20mm；塊石層平均厚度0.7m，粒徑大于300mm；第三道排水溝即坡腳塊石壓重區(qū)，斷面尺寸：平均寬度2.0m，高度2.0m，砂層平均厚度0.3m，粒徑1～5mm，卵礫石平均厚度0.5m， 粒徑5～20mm；塊石層平均厚度1.2m，粒徑大于300mm；橫向排水溝垂直于壩軸線，共設(shè)八道，平均間距50米，其坡度不宜超過1%，排水溝斷面尺寸：寬度1.0m，深度1.0m，砂層平均厚度0.3m，粒徑1～5mm，卵礫石平均厚度0.3m， 粒徑5～20mm；塊石層平均厚度0.4m，粒徑大于300mm。格網(wǎng)帶形成后，內(nèi)填0.3m厚的碎石。

2.2.2加壩速率控制。

清涼水庫現(xiàn)泥面高程2542.40 m，加壩后的壩頂高程為2560.5m，高差17.9m，考慮由于施工速度過快，在淤泥質(zhì)土中產(chǎn)生了過大的孔隙壓力，導(dǎo)致下墊砂層排水來不暢、固結(jié)慢，易出現(xiàn)裂縫和滑坡現(xiàn)象，設(shè)計(jì)要求控制加壩速率，即將壩體加高填筑分為幾個(gè)階段，以便使壩基上產(chǎn)生的孔隙壓力隨時(shí)間的推移有一個(gè)消散過程。根據(jù)已建成類似工程的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，該水庫土壩加高填筑共分為六期施工，每期填筑高度大約為總高差的1/6即3.0m為宜。第一期第一層填筑土料含水量控制在10%左右，鋪土厚度40～50cm，以便吸濕淤泥面水分，并避免重型機(jī)械碾壓；每期填筑完成后，埋設(shè)固定沉降觀測樁，每天觀測1次，10～15天后，當(dāng)每天沉降量小于1cm時(shí)，可以進(jìn)行下一期的壩體填筑。

3. 施工中注意的問題

按照規(guī)范要求，嚴(yán)格控制壩體填筑土料的含水量、滲透系數(shù)、壓實(shí)度和加壩速率，以保證加壩質(zhì)量；排水溝填料經(jīng)加工、分篩、檢驗(yàn)合格后，分別堆放在干凈的場地上，并采取適當(dāng)措施，防止泥水或土塊等雜物混入；堆料不宜過高，以免顆粒分離；轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)，注意砂石料、卵礫石料分開運(yùn)輸；鋪筑時(shí)，填料應(yīng)自底向上鋪筑，不宜從坡面上向下傾倒，相鄰層面應(yīng)拍打平整；塊石壓重區(qū)使用的石料必須質(zhì)的堅(jiān)硬，要求分層進(jìn)行，靠近反濾層處用較小石料，外坡表面用較大石料，堆放應(yīng)穩(wěn)定密實(shí)。

4. 結(jié)束語

清涼水庫除險(xiǎn)加固工程，壩體填筑分為六期，每期填筑高度為3.0m左右，由于在土壩填筑過程中注重上述施工要求及質(zhì)量控制要點(diǎn)，壩體沒有出現(xiàn)裂縫和滑坡現(xiàn)象，該工程2007年4月動工，2008年至9月完工，2009年通過竣工驗(yàn)收。目前水庫蓄水已達(dá)正常蓄水位，通過對壩體滲漏、沉降觀測，未出現(xiàn)異常跡象，工程效益初步顯現(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

[1]《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》SL274-2001，中國電力出版社，2002年.

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[4]《土石壩加固技術(shù)》張啟岳，中國水利電力出版社，1999年.

[5]《隆德清涼水庫工程地質(zhì)勘察報(bào)告》，寧夏水利水電勘測設(shè)計(jì)院地質(zhì)隊(duì)，2008年.

[文章編號]1619-2737（2013）04-11-624

[作者簡介] 康凱劍（1977.12-），男，學(xué)歷：工學(xué)學(xué)士，職稱：工程師，2002年6月畢業(yè)寧夏大學(xué)。