益塘水庫攔河壩塑性混凝土防滲墻加固設(shè)計(jì)

摘 要:本文結(jié)合益塘水庫除險(xiǎn)加固工程實(shí)例，對(duì)幾種常用防滲加固方法的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行分析比較，并詳細(xì)介紹了塑性混凝土防滲墻的設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞:防滲加固 塑性混凝土 防滲墻 配合比設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào):TU2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1674-098X(2012)04(a)-0105-01

1 工程概況

益塘水庫位于廣東省梅州市五華縣境內(nèi)，距縣城約20km，是一座以防洪為主，保證灌溉、結(jié)合發(fā)電等綜合利用的大(2)型水庫。水庫集雨面積為251km2，正常蓄水位153.00m，相應(yīng)庫容1.16億m3，總庫容為1.65億m3。

益塘水庫興建于1971年，1974年初步建成運(yùn)行。水庫大壩由矮車主壩、潭下攔河壩及8座副壩組成，為均質(zhì)土壩。矮車主壩最大壩高42m，壩頂高程159.33m，壩頂寬6.6m，壩軸線長(zhǎng)約370m;攔河壩最大壩高22m，壩頂高程159.86m，壩頂寬6.5m，壩軸線長(zhǎng)約730m。

建設(shè)期由于受到技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等條件的限制，壩體土料填筑質(zhì)量差，壩基清基不徹底，造成大壩后坡排水棱體滲漏大;特別是潭下攔河壩壩基有砂卵石透水層，原設(shè)計(jì)采用截水槽和粘土鋪蓋防滲，但截水槽未完全貫穿整個(gè)透水層，壩基有可能發(fā)生滲透破壞，威脅下游人民生命財(cái)產(chǎn)的安全。

2009年，經(jīng)安全鑒定評(píng)定為二類壩，需盡快進(jìn)行除險(xiǎn)加固。

2 防滲加固方案選擇

根據(jù)攔河壩所存在的問題，設(shè)計(jì)采用塑性砼防滲墻、劈裂灌漿、復(fù)合土工膜等三個(gè)方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，通過比較選擇施工方便、防滲效果好的方案作為推薦方案。

塑性混凝土防滲墻能適應(yīng)各種松散透水地基的復(fù)雜的水文地質(zhì)與工程地質(zhì)條件，具有可靠性高、施工進(jìn)度較快、便于機(jī)械化施工、防滲效果顯著的優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)是成本較高。

劈裂灌漿具有造價(jià)低，短期防滲效果好等優(yōu)點(diǎn);缺點(diǎn)是灌漿要根據(jù)灌漿深度、次數(shù)嚴(yán)格控制灌漿壓力、灌漿量及控制壩頂?shù)呐验L(zhǎng)度和寬度，同時(shí)要嚴(yán)格控制壩體的位移和沉降量，因此其灌漿進(jìn)度慢，灌漿土容易變形破壞，時(shí)間一長(zhǎng)，出現(xiàn)防滲失效的情況，防滲效果不能持久。

益塘水庫大壩本身就曾進(jìn)行過多次灌漿處理，都未能達(dá)到長(zhǎng)期的防滲效果。

復(fù)合土工膜造價(jià)低，施工簡(jiǎn)便快捷，可結(jié)合大壩上游護(hù)坡加固進(jìn)行施工，施工技術(shù)要求相對(duì)簡(jiǎn)單，其防滲效果較好;缺點(diǎn)是鋪設(shè)土工膜要求干地施工，矮車主壩和潭下攔河壩均不具備此條件。

綜合以上分析比較，考慮潭下攔河壩在益塘水庫各壩中滲漏最為嚴(yán)重，故對(duì)該壩采取塑性混凝土防滲墻進(jìn)行加固處理。

3 塑性混凝土防滲墻設(shè)計(jì)

3.1 防滲墻設(shè)計(jì)深度

混凝土防滲墻底部原則上嵌入相對(duì)不透水層1m左右，頂部嵌入壩體防滲體中。根據(jù)地質(zhì)資料，攔河壩底部相對(duì)不透水層為強(qiáng)風(fēng)化層，故防滲墻底部入強(qiáng)風(fēng)化層1m，頂部至高程159.0m。

3.2 防滲墻厚度的確定

防滲墻的厚度應(yīng)滿足墻體抗?jié)B性、耐久性，滿足墻體應(yīng)力和變形的要求，同時(shí)還應(yīng)考慮到地質(zhì)情況及施工設(shè)備等因素。

計(jì)算公式如下:

式中:δ—— 防滲墻厚度(m);

ΔHmax—— 作用在塑性混凝土防滲墻上的最大水頭差(m)，攔河壩上下游校核洪水位分別為158.5m和137.9m，故最大水頭差為20.6m;

JP—— 塑性混凝土防滲墻允許水力坡降;

K—— 抗?jié)B坡降安全系數(shù);

Jmax—— 塑性混凝土防滲墻滲透破壞坡降。

根據(jù)對(duì)國(guó)內(nèi)外已建工程的統(tǒng)計(jì)，防滲墻允許承受的水力坡降Jp一般采用Jp=50～60，本工程取50。計(jì)算得:δ=20.6/50=0.412m即可滿足要求。

受造孔機(jī)具限制，參考國(guó)內(nèi)工程經(jīng)驗(yàn)，混凝土防滲墻厚度取為0.6m。

3.3 防滲墻主要設(shè)計(jì)指標(biāo)

參考國(guó)內(nèi)已建防滲墻的經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合益塘水庫攔河壩工程條件，塑性混凝土的物理力學(xué)指標(biāo)為:入孔坍落度18～22cm，擴(kuò)散度34～40cm，滲透系數(shù)K＜1×10-6 cm/s，抗壓強(qiáng)度1.5MPa

施工過程中，施工單位應(yīng)該通過現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，在滿足設(shè)計(jì)要求前提下選擇較經(jīng)濟(jì)的配合比方案。

4 結(jié)語

實(shí)踐表明，塑性混凝土防滲墻有效解決了益塘水庫攔河壩壩體、壩基的滲漏問題，其具有的施工速度快、防滲效果好、可靠性高等特點(diǎn)，對(duì)水庫大壩防滲加固有較好的借鑒作用。隨著混凝土防滲墻技術(shù)的迅速發(fā)展，施工機(jī)具的不斷創(chuàng)新和完善，經(jīng)濟(jì)效益的不斷提高，其用途將日益廣泛。

參考文獻(xiàn)

[1]水工建筑物水泥灌漿施工技術(shù)規(guī)范(SL62-94).

[2]水電水利工程混凝土防滲墻施工規(guī)范(DL/T 5199-2004).