安江水電站庫區(qū)堤防工程的防滲設(shè)計

張勇強

（湖南省水利水電勘測設(shè)計研究總院 長沙市 410007）

1 工程概述

安江水電站工程位于湖南省懷化市洪江境內(nèi)，是2003年7月完成的 《沅水干流規(guī)劃復(fù)核簡要報告》13級開發(fā)方案中的第7級，工程上與洪江水電站壩下相連，下接銅灣水電站庫尾。壩址右岸屬洪江市硤洲鄉(xiāng)的下坪村，左岸屬洪江市太平鎮(zhèn)的補順村。壩址控制流域面積為40 101 km2，水庫設(shè)計正常蓄水位165 m，相應(yīng)庫容 0.77億 m3，死水位 163 m，死庫容0.576億m3，裝機容量140 MW，保證出力（P=90%）33 MW，多年平均發(fā)電量5.62億kW·h，裝機利用4 014 h，是一個以發(fā)電為主、兼顧航運等綜合利用的水電站工程。安江水電站庫區(qū)農(nóng)田防護工程由于土料的原因，由原來的抬填方案改為堤防的農(nóng)田防護方案。平原寨頭農(nóng)田防護區(qū)防護面積816.19畝。根據(jù)《水利水電工程等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》（SL 252－2000）、《水利水電工程建設(shè)征地移民安置規(guī)劃設(shè)計規(guī)范》（SL 290－2009）、《堤防工程設(shè)計規(guī)范》（GB 50286－98），三處農(nóng)田防護工程等別為V等，洪水重現(xiàn)期為5年，堤防及穿堤建筑物按5級建筑物設(shè)計。

2 工程地質(zhì)及防滲設(shè)計

2.1 工程地質(zhì)

根據(jù)地質(zhì)鉆孔資料，平原寨頭堤防堤基土自上而下依次為：

（1）上部為Q3al粉質(zhì)粘土層、含泥粉細砂，厚（0.1～4.6）m 不等。

（2）下部為Q3al砂礫石層。結(jié)構(gòu)松散，夾少量泥砂，厚（1.3～15.2）m。

（3）基巖為下第三系（E1）紅褐色礫巖夾紫紅色含礫泥質(zhì)粉砂巖。粉細砂層和砂礫石層埋深較淺，汛期高洪水位時內(nèi)外水位差較大，粉細砂層和卵石層透水性較強，河水將通過粉細砂層、砂礫石層向堤內(nèi)滲透，由于砂礫層粒徑大小懸殊，不均勻系數(shù)大，在堤內(nèi)低洼或蓋層較薄的地段將存在管涌的可能，需采取堤基防滲措施。

2.2 防滲設(shè)計方案

由于現(xiàn)場及淹沒區(qū)土石料較多，為減少料場征地和工程投資，因此考慮采用滲透系數(shù)較大的土石料筑堤，采用粘土斜墻進行堤身防滲的設(shè)計方案，經(jīng)濟合理；從工程地質(zhì)條件可知，堤基砂卵石層較厚（最大15.2 m厚），堤內(nèi)覆蓋層Q3al粉質(zhì)粘土較?。ㄗ钚?.3 m厚）且含粉細砂，經(jīng)滲流計算，大多數(shù)地段會不滿足要求，需進行堤基防滲處理，設(shè)計采用塑性混凝土防滲墻的防滲方案。

3 塑性混凝土防滲墻

3.1 塑性混凝土防滲墻設(shè)計

堤防內(nèi)側(cè)在雨季時仍為集水區(qū)域，不宜采用壓浸平臺的處理方式，經(jīng)綜合考慮，設(shè)計采用塑性混凝土垂直防滲墻與粘土斜墻相結(jié)合的防滲措施。防滲墻于樁號k0+237.1～k2+769.9范圍，塑性混凝土垂直防滲墻設(shè)在粘土斜墻底邊的中心偏上游處，下部插入礫巖0.5 m，上部與粘土斜墻連接，從而形成一道連續(xù)性的封閉上游滲徑的截滲墻體。墻厚0.6m，深（2～12）m，墻體材料采用塑性混凝土材料，具體結(jié)構(gòu)見圖1。

圖1 堤防斷面結(jié)構(gòu)設(shè)計圖

3.2 塑性混凝土防滲墻施工工藝

塑性防滲墻施工擬采用液壓抓斗成槽工藝進行施工。防滲墻墻厚600 mm，塑性混凝土強度C3～C5。單元槽段按（6～7）m劃分為一個槽段，接頭施工亦采用接頭管工藝處理。

平整場地→測量放線→導(dǎo)墻制作和槽段劃分→抓挖成槽→中孔槽深垂直度檢查驗收→接頭清理（二期）→清孔、換漿、監(jiān)測、驗收→安裝灌注導(dǎo)管→灌漿混凝土→打槽端偷空（一期）→整理資料驗收。

設(shè)計配合比為（強度大于或等于C3～C5）：32.5R水泥：150 kg，水：262 kg，摻合物為粘土粉或膨潤土：147 kg，砂：878 kg，石子（5～20）：722 kg。詳細配比見附表。

附表 塑性混凝土配合比 kg

4 粘土斜墻

4.1 粘土斜墻設(shè)計

坡面防滲采用粘土斜墻，粘土斜墻迎水面設(shè)計坡比 1∶2，背水面設(shè)計坡比1∶1.5，背水面設(shè)置 0.5m 厚的砂礫石反濾層，粘土斜墻填筑標(biāo)高為五年一遇加0.6 m超高，頂寬1m，底部與與塑性混凝土防滲墻連接，塑性混凝土防滲墻在粘土斜墻中埋深不小于1m。

4.2 粘土斜墻料場

料場分別為：何家坪Ⅰ區(qū)和何家坪Ⅱ區(qū)土料場，均有簡易碎石路直達工程區(qū)，運距較近，約（0.25～5）km，開采方便。場地為Q2al沖積堆積的Ⅱ級階地，地勢稍有起伏，一般為經(jīng)濟林，其巖性為灰黃色網(wǎng)紋狀粉質(zhì)粘土及含礫粉質(zhì)粘土，含少量礫，礫石（1～3）cm為主，局部含量達20%。土體物理力學(xué)性狀較好，中等密實，硬塑～堅硬狀態(tài)。根據(jù)土料擊實試驗成果，推薦土料天然含水量32.6%，最優(yōu)含水量22.1%～23.5%，最大干密度（1.53～1.63）g/cm3，平均滲透系數(shù)達 8.4×10-6cm/s，內(nèi)摩擦角 19.3°，凝聚力 22.7 kPa。

4.3 塑性混凝土防滲墻與粘土斜墻的連接處理

塑性混凝土防滲墻與粘土斜墻的連接處存在防滲薄弱點，為了防止水通過粘土斜墻與塑性混凝土防滲墻的結(jié)合面，在粘土斜墻迎水面采用土工膜與10 cm現(xiàn)澆C15混凝土進行坡面防護，土工膜插入塑性混凝土防滲墻50 cm，采用C15混凝土填充包裹，與粘土斜墻、塑性混凝土防滲墻形成一道完整的防滲屏幕，很好地解決了粘土斜墻與塑性混凝土防滲墻連接處的薄弱環(huán)節(jié)。具體的連接處理見圖2。

圖2 防滲墻與粘土斜墻連接處理

5 結(jié) 語

安江水電站庫區(qū)平原寨頭堤防工程于2011年11月開工，到2012年7月已經(jīng)完成塑性混凝土防滲墻和粘土斜墻的施工，目前正進行坡面防護的現(xiàn)澆混凝土的施工，通過5～7月的洪水期的檢驗，塑性混凝土防滲墻與粘土斜墻的結(jié)合防滲處理的防滲效果很好。這也為堤防的防滲設(shè)計和施工總結(jié)了一定的實際經(jīng)驗。

1 牛運光.病險水庫加固實例[M].北京∶中國水利水電出版社，2009.

2 汪炳生.塑性混凝土防滲墻技術(shù)在大同水庫施工中的應(yīng)用[J].沿海企業(yè)與科技，2007，7.

3 李曉麗，荊亮.水庫土石壩滲漏控制措施分析[J].科技咨詢導(dǎo)報，2007，21.