淺談靈巖湖水庫壩體防滲施工

王良學，謝飛，劉玲

（濟南市水利建筑勘測設計研究院，山東濟南 250014）

淺談靈巖湖水庫壩體防滲施工

王良學，謝飛，劉玲

（濟南市水利建筑勘測設計研究院，山東濟南 250014）

分析了中小型土石壩壩體防滲的幾種常用措施，針對靈巖湖水庫的壩體地質，綜合比對選用混凝土防滲墻的設計方案，并根據建成后水庫的運行效果進行防滲驗證。實踐證明該方案具有造價低，耐久性好及防滲效果好等特點。

混凝土防滲墻；方案比選；靈巖湖水庫

靈巖湖水庫工程位于濟南市長清區北大沙河上游萬德鎮，西臨京臺高速，東臨104國道。總庫容102萬m3,興利庫容48萬m3。水庫工程規模為小（1）型，工程等別Ⅳ等，大壩等主要建筑物級別為4級。大壩為均質土壩，最大壩高9.6 m，壩頂長150 m。壩頂寬5.5 m，壩頂高程126.3 m。

靈巖湖水庫為新建攔河式年調節水庫，主要由大壩、攔河閘、放水洞等工程組成。壩體由開挖庫區灘地的砂礫石砂壤土填筑而成。迎水面采用預制混凝土連鎖塊護坡，背水面為草皮護坡。

1 工程地質條件

1.1 地層巖性

庫區上部覆蓋約10 m厚的第四系卵石土，局部夾薄砂層，基巖地層為泰山群(Ar)青灰色～淺紅色花崗片麻巖。攔河壩左端及庫區周圍可見青灰色～淺紅色花崗片麻巖出露。

1.2 壩基地層巖性

第①層素填土（Q4ml）：主要成份為粉質壤土，含少許卵石，偶見植物根系，土質不均勻，該層分布局限。

第②層卵石土（Q4al+pl）：花崗片麻巖質，中風化，亞圓形，無序排列，粒徑1～8 cm，最大粒徑可達40 cm，卵石含量55～65%，主要分布于主河槽部位，平均層厚4.22 m。

第③層粉質壤土（Q3al+pl）：含少許鐵錳氧化物及砂粒，土質較均勻，該層主要分布于攔河壩右段河漫灘及臺地部分，平均層厚5.35 m。

第④～⑥層為全風化、強風化和弱風化花崗片麻巖，全風化平均厚度2.3 m，強風化平均厚度1.7 m，弱風化未穿透。主要分布于河浸灘和臺地部位。

1.3 壩基工程地質評價

土壩段，第四系厚度較大，最厚達10 m，具體巖性主要為②層卵石土，屬強透水層、②-1層粉質壤土、②-2粗砂，屬強透水層、③層粉質壤土。第四系之下為風化程度不一的花崗片麻巖。④層全風化花崗片麻巖，風化劇烈，呈砂土狀，工程-水文地質性質差；⑤層強風化花崗片麻巖，風化較強烈，呈碎塊狀，局部砂土狀，工程-水文地質性質差；⑥層弱風化花崗片麻巖，工程-水文地質性質較好，地基土的允許承載力可達1 500 kPa。

2 擬定防滲方案

2.1 選用原則

上游防滲措施主要有垂直和水平防滲，下游排水措施主要有壩后反濾透水層和排水溝等措施。常用土石壩防滲措施有高壓噴射灌漿技術、混凝土防滲墻、復合土工膜防滲技術等。根據靈巖湖水庫地質條件初步擬定以下三種壩體防滲方案。

2.2 方案比選

1）高壓旋噴防滲。防滲墻頂高程為126.66 m（較壩頂高程低1.0 m）防滲墻軸線較壩軸線前移3.0 m。軸線長150 m，防滲墻深入壩右肩3.0 m。防滲墻最大深度17.0 m（含入強風化基巖1.0 m），在壩體內形成一道連續的防滲幕墻，降低大壩的浸潤線，達到壩體防滲目的。

高壓旋噴樁施工工序單一，施工組織簡單，工期短并且高噴墻固結體防滲性能好，滲透系數及允許滲透比降均能滿足防滲要求。本工程屬小型工程，防滲墻深度小、壩體短和防滲墻總體工程量較少。

2）復合土工膜斜鋪防滲方案。沿壩頂高程為123.6 m斜鋪至壩腳115.0 m，邊坡為1∶2.75，并平鋪至壩腳前10.0 m，與壩前混凝土防滲墻組合成已完整的防滲體系。土工膜選用2布1膜的復合土工膜，并上下各鋪15 cm厚砂墊層。

該方案，減少混凝土防滲墻工程量，節省部分投資，但是施工工序繁瑣，施工質量要求較高，尤其是鋪設過程中砂墊層不能存在大顆粒和土工膜接縫處搭接處理好，否則則易形成滲漏通道，施工風險大。靈巖湖水庫壩體為礫石土壩，壩體防滲性能較差，故本方案風險性較高。

3）40 cm厚塑性混凝土防滲墻方案。防滲墻頂高程為126.66（較壩頂高程低1.0 m）防滲墻軸線較壩軸線前移3.0 m。沿防滲墻軸線布設混凝土防滲墻并入強風化基巖1.0 m，設計墻身厚度為40 cm。在壩身內形成一道混凝土發防滲墻，達到壩體防滲的目的。

塑性混凝土防滲墻施工工序單一，施工組織簡單，工期短混凝土墻估計防滲性能好，工藝成熟。但該方案同屬地下隱蔽工程，施工工藝相對復雜，質量相對不宜控制，尤其是確定入強風化基巖和入巖深度。

通過上述方案比選，最后選用方案三塑性混凝土防滲墻方案對壩體進行防滲處理。

3 壩體防滲墻的實施

塑性混凝土防滲墻的施工過程一般可分為：施工準備、造孔、清孔換漿、混凝土澆筑等工序。

3.1 施工準備及臨時工程

1）施工平臺填筑：工作平臺整平寬度不小于7.0 m。

2）地質先導孔：沿防滲墻軸線每20m布置一個地質勘探先導孔，用XY-2PC地質鉆機鉆孔取芯，以探明地層分布及基巖頂面高程等情況確定何時入巖和入巖深度。

3）導向槽布置及導墻結構：導向槽沿防滲墻軸線布置，槽寬0.8 m，槽深1.3 m，內外兩側的導墻為6 m厚的少筋現澆C20“倒L型”混凝土結構。

4）槽孔劃分：根據類似工程經驗一、二期槽孔長度為7.0 m。

5）成槽施工：槽孔先用兩臺CZF-1200沖擊反循環鉆機鉆槽孔兩端的先導孔，然后用液壓抓斗抓取先導孔之間的土體。

6）固壁泥漿：固壁泥漿采用粘土浸泡后用0.4 m3立式高速攪拌機制漿。

7）清孔換漿：當抓斗或鉆機成槽至設計深度后，先進行清淤換漿處理直至符合槽孔驗收標準。

8）混凝土澆筑：導管埋入混凝土的深度不得小于1.0 m，不宜大于6.0 m；混凝土面應均勻上升，應防止入管的混凝土將空氣壓入導管內。混凝土終澆頂面宜高于設計高程50 cm。

4 水庫防滲效果

防滲墻完工后，第三方檢測單位選取不同槽段對防滲墻進行超聲波檢測，墻體均勻密實，墻體無夾層，混凝土與堰面結合情況較好，入巖深度及質量符合設計要求。

水庫完成蓄水要求后在運行期期間內壩后無滲水現象，壩體整體截滲較好。

5 結語

中小型水庫壩體防滲方案的選擇主要考慮地質條件滿足防滲標準，工程造價經濟等特性，選定方案應在當前的技術標準下需具有較高的可實施性，此外防滲墻實施的過程中應把好地質勘測、設計、監理、施工質量關，嚴格按照規范要求控制各項指標，確保工程質量。

[1]蘇炳煌.低彈模混凝土防滲墻新技術在村內水庫除險加固工程中的應用［J］.水利建設與管理，2014,（7）：47-50.

[2]盛洋洋.灌漿施工技術在水利工程除險加固工程中的應用［J］.水利規劃與設計，2016,（6）：110-111.

[3]杜以芳.某中型水庫壩體防滲加固技術探析［J］.水利規劃與設計，2016,（6）：116-118.

（責任編輯 遲明春）

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1009-6159（2016）-11-0029-02

王良學（1986—），男，助理工程師