粘土斜墻防滲在小型水庫加固中的應用

路偉亭

粘土斜墻防滲在小型水庫加固中的應用

路偉亭

粘土斜墻防滲是將粘性土防滲體筑在壩體上游側，斜臥在壩坡上，構成斜墻。斜墻下游側的支承體由透水性較大的土料（石碴料、風化料、砂礫料等）或塊石堆（砌）筑而成。

一、工程概況

安徽省某水庫屬淮河流域，集水面積3.8km2。水庫樞紐防洪標準按10年一遇設計、50年一遇校核，設計灌溉面積1400畝，是一座以灌溉、防洪及水面養殖等綜合利用為一體的小（2）型水庫。該水庫大壩為均質土壩，大壩存在清基不徹底，壩體與基礎之間沒有采取防滲措施，且結合處理不好，其接觸面局部已成為滲漏通道，且大壩填筑時，質量控制不嚴，未經碾壓或碾壓不密實；壩段局部存在不同程度的滲漏，壩腳有散浸現象。經方案比較，大壩加固防滲體采用粘土斜墻。

二、粘土斜墻防滲設計

1.基面處理

將壩體予以修整，即將塌陷處予以填實，下部隆起超過粘土斜墻下游設計壩坡線的部分予以挖除。塌陷處的填筑土料，需滿足壩身對土料的要求，填筑時須按要求分層碾壓、夯實，壓實度須達到0.96。

2.防滲體尺寸

土質防滲體的尺寸應滿足控制滲透坡降和滲流量的要求，還要便于施工。本次加固設計擬采用機械化施工，斜墻頂部厚度應不小于1.5m，上游坡比為1∶2.5。斜墻在壩底部的厚度，須根據土料的容許水力坡降來決定，粘性土的容許水力坡降為5～7，且厚度不得小于3m，經計算得斜墻的底部水平寬度6.5m。

三、粘土斜墻施工

1.碾壓試驗

由于土料的離散特性，在粘土填筑前必須做碾壓試驗以確定合理的施工參數與壓實機械，碾壓試驗是土料正式上壩前必須進行的一項工作，是一項重要的施工試驗。根據土料的性質，選用最適合粘土壓實的氣胎碾作為壓實機械。通過對試驗結果分析，鋪土厚度30cm，碾壓6遍即可達到設計干密度1.55g/cm3，但為了保證碾壓質量，防止由于人為疏忽而使個別部位漏壓或欠壓，最后確定粘土鋪土厚度30cm，碾壓遍數為8遍。另外，在土料發生變化時，及時進行碾壓試驗或復核試驗，以保證碾壓參數的合理性。

2.粘土填筑

粘土填筑時，主要控制好粘土斷面尺寸及壓實干密度，使之達到設計要求。

（1）粘土含水率控制

粘土含水率的控制是土壩防滲體施工質量控制的重要環節，也是粘土能否達到良好壓實效果的基礎，在施工中必須使粘土含水率處于最優含水率左右（一般在±3%內)，從而保證粘土在鋪筑施工中能夠達到最佳壓實效果，發揮粘土的抗滲性能。上料前，質檢人員先對含水率現場測試，保證滿足含水率要求的粘土上壩，特別在雨季要增加測試次數，發現含水率變化及時調整；高溫干旱季節，盡量縮短挖、裝、運、平土的時間，及時碾壓，使含水率損失降到最小。如含水率損失仍然較大，可采取適量灑水的方法解決。

（2）粘土壓實質量的控制

為了保證防滲體的整體性，每層粘土填筑前，必須對結合面進行處理，通常需進行灑水、刨毛，并清除表面松土、砂礫及其他雜物，使結合面濕潤均勻。結合面處理結束后，按碾壓試驗確定的鋪土厚度鋪料，然后進行粘土碾壓。壓實質量的主要檢測內容是：干密度是否達到設計干密度1.55g/cm3。現場檢查的內容是：表面是否平整，有無彈簧、起皮、脫空和剪力破壞現象。在現場施工中，做到嚴格按碾壓試驗確定的碾壓遍數進行碾壓，質檢人員現場監督、檢查，碾壓結束后立即取樣試驗，不達到設計干密度決不能填下一層粘土，如發現不合格點，立即對不合格點代表的區域進行補壓。如補壓仍達不到設計要求，則清除不合格區域的粘土，重新填筑直至達到設計要求。為了加強邊部及邊坡的壓實，施工中每填筑兩層粘土后，用裝載機在邊部和邊坡上來回碾壓，使邊部和邊坡粘土的壓實質量也達到設計和規范要求。

（3）雨季粘土施工的控制措施

為保證雨季粘土施工質量，采取以下措施：收聽天氣預報，掌握當地的天氣變化情況，以便提前采取防雨措施；雨季粘土填筑時，作業面不要太長，而且隨鋪隨壓；粘土鋪料時，使粘土面平整并有一定的橫坡，以利于排水，減少粘土面上的積水；在施工現場備有一定數量的苫布，在突然降陣雨時，及時覆蓋來不及碾壓的作業段；在雨前，將推土機、氣胎碾等大型機械開出作業面停放在壩殼區，下雨時和雨停后，作業面要封閉交通，禁止車輛通行；雨后要對粘土面進行處理，清除積水和含水率高的粘土，經檢查合格后方可填筑下一層粘土。

四、結語

在土壩防滲技術不斷發展的今天，應加大新技術、新工藝和新材料的應用力度，對于存在滲漏問題的土壩，應根據各土壩的水文地質條件及工程現狀，通過多個技術方案的綜合比較，選擇造價合理、施工速度快、防滲效果好的措施進行防滲，實踐證明，粘土斜墻防滲技術具有施工技術簡單，所用粘土材料可就地取材，工程造價低、防滲效果好、施工質量容易控制等優點，適合在同類型水庫壩體加固中推廣應用■

（作者單位：安徽省·水利部淮委水利科學研究院 233000）