大壩防滲技術在白壁水庫除險加固工程中的應用

□宋曉波 □郭曉慶 □方俊偉（林州市水務局）

1 概況

白壁水庫位于林州市橫水鎮鎮北15km處，水庫始建于20世紀70年代，容水64萬m3,大壩結構為土壩，是以農業灌溉為主的小型二類水庫，擔負著下游3個村，5.33hm2耕地的農業灌溉任務。

2 存在問題

白壁水庫經過三十多年運行，為橫水鎮工農業發展、人畜飲水起到巨大作用。在自然條件和人為因素等多種共同作用下，小水庫會存在的一些問題，如：水庫存在蓄水量不足，在汛期又由于有水不敢蓄，造成嚴重缺水，影響著周邊地區生產和生活；同時，由于蓄水量的不足，會給小水庫的漁業生產也造成了一定的經濟損失，影響小水庫綜合效益的發揮。目前，白壁水庫存在的問題主要有：

2.1 淤積滲漏

根據滲透流量觀測資料和大壩滲流分析計算可知，實測滲流量遠大于設計大壩允許滲流量，大壩局部還存在滲流通道。從滲流量觀測結果分析，低水位運行時會出現滲漏，因為大壩與基礎接觸面可能存在漏水通道造成滲漏；滲透的流量隨水庫水位上升而增加，也會造成水庫泥沙淤積。

2.2 上下游大壩沖刷嚴重

白壁水庫擋水壩一般是均質粘土壩，標準較低。大壩上游護坡塊石的厚度不均勻，塊頭小，重量輕，而且由于風化，造成碎裂；壩體與兩岸的山坡交接處，沒有排水溝，造成山坡集水沖刷壩體。反濾層已成為土石混合物，已不能有效地保護壩殼土料免遭庫水的沖刷，更無法起到透水反濾的效果。受水庫風浪沖刷，造成下游壩坡較少有草皮護坡。因此，導致水庫上下游大壩沖刷嚴重。

2.3 溢洪道達不到規范要求

白壁水庫的溢洪道是開敞式寬頂堰溢洪道，在原山坡開挖而成，用于宣泄規劃庫容所不能容納的洪水。另外，溢洪道泄渠道斷面小，設計泄洪流量小，泄流能力較低，且不能充分利用防洪庫容實現對中小洪水的控制和調節。溢洪道堰頂高程與壩頂高程的高差偏小，達不到規范要求，再加上周邊巖體風化坍落，遇到特大暴雨時，往往造成泄流能力不足，不能保證安全泄洪。

3 采取大壩防滲技術對白壁水庫進行除險加固

2012年，橫水鎮黨委、鎮政府積極響應全市“珍愛生命線，重修紅旗渠”水利建設三年大會戰號召，結合本鎮實際，因地制宜，科學決策，對該水庫進行清淤治漏、除險加固等工程。大壩可采取的防滲技術措施主要有:

3.1 大壩基礎防滲

在白壁水庫大壩的基礎防滲加固處理中，始終要堅持的基本原則是“上堵下排”。上堵的技術措施主要有：垂直防滲與水平防滲，混凝土防滲墻、砂漿板樁、截水槽回填粘土等；下排的技術措施主要是：壩后蓋重壓滲、減壓井降壓導滲等。相比較而言，垂直防滲技術措施的實際效果更好一些。

在白壁水庫大壩基礎的防滲處理中，灌漿方法要注意結合基礎覆蓋層的地質情況，因此制宜，采取適用的灌漿方法。在采用截水槽回填粘土方法時，既要嚴制現場施工質量，還要盡量控制覆蓋層厚度在15m以內，僅適用于均質壩與粘土斜墻壩。

具體采用何種技術措施應堅持“技術可靠與經濟合理”的基本原則，根據周邊的情況和壩基的具體防滲要求，制定詳細的技術方案，通過比較，再經相關單位、部門及專業技術人員的認真研究來確定。

3.2 大壩壩體防滲

對白壁水庫大壩壩體進行防滲處理可采用的技術措施有：灌漿、大開挖回填防滲體、振沖加固、混凝土防滲墻、劈裂灌漿等，其中混凝土防滲墻由于技術經驗較為成熟，適用范圍相對較廣，因此其應用最為廣泛。

大開挖回填防滲體由于此技術工程量大，在一個非汛期內難以全部完成，因此，不太適合白壁水庫大壩壩體防滲處理。灌漿方法是指在大壩壩體的裂縫部位打孔，然后向孔內灌入混凝土漿液，待晾干成型后起到防滲與加固的作用，此技術在水庫除險加固中較常用。而劈裂灌漿方法具有機理明確，施工速度快與成本較低等特點；主要是利用壩軸線小于主應力處，將混凝土漿液灌入劈裂壩體，形成泥漿墻，然后利用漿體與壩體之間的互壓作用，以此達到預期的防滲效果。

3.3 輸水洞（管）防滲

在水庫大壩施工中，堤壩內埋管對于壩體安全造成的不可小視，埋管也有可能會出現斷裂與嚴重滲水的問題，是白壁水庫大壩防滲處理中應當重視的項目之一。

輸水洞（管）防滲處理可采用的技術措施有：混凝土襯砌、鋼板襯砌、開挖壩體，利用頂管法重建新管或在岸坡山體另打新洞等。為便于施工，混凝土襯砌施工要注意的是：原洞徑要較大，以保證襯砌后不影響輸水能力；頂管法重建新管特點是：設備簡單，工程量較少，施工期短，以及節約材料、資金與勞力等，無需破壩施工，利用千斤頂將預制混凝土管直接頂入壩體內，適用性也很廣。

4 結語

從以上分析可知，在白壁水庫除險加固工程中，為保證工程項目的整體施工進度與質量，要特別注意大壩防滲技術措施的合理選用，以滿足水庫的實際運行要求，提高水庫發揮灌溉、供水和防洪的功能。