水庫土石壩防滲墻在加固設(shè)計中的應(yīng)用

周超

摘 要：防滲墻是目前治理水庫土石壩的加固工程中的設(shè)計與施工問題最為有效的方法之一，其應(yīng)用相當(dāng)廣泛。結(jié)合自身多年的工作經(jīng)驗，闡述防滲墻的設(shè)計過程和施工應(yīng)注意的幾個方面，并提出有關(guān)防滲墻的施工建議。

關(guān)鍵詞：水庫土石壩 加固 設(shè)計

1 前言

我國對于水利工程的建設(shè)十分重視，每一年都有大量的資金投入于水利工程的建設(shè)中，水庫是水利工程中很重要的部分，很多地區(qū)的區(qū)民生活用水和農(nóng)業(yè)灌溉用水都是由該地域的水庫提供的，防滲墻是我國目前對于水庫土石壩加固的有效捷徑，而且在我國的水利工程中應(yīng)用十分廣泛，并且取得了良好的成績。但是在我國的防滲墻實際施工過程中仍有很多不良因素對其結(jié)構(gòu)修建的質(zhì)量造成不良的影響，對此應(yīng)給與一定的重視程度，積極的尋找相應(yīng)問題的改善措施，從而保證我國防滲墻建設(shè)的質(zhì)量，保證水利工程的建設(shè)。

2 土石壩防滲墻的設(shè)計過程

2.1防滲墻的設(shè)計深度的確定

土石壩防滲墻的底部用作壩基時，防滲墻底部在設(shè)計時應(yīng)要求開挖截水槽，將全風(fēng)化巖挖除，原則上嵌入相對不透水層（弱風(fēng)化巖）0.5～1.0米左右，頂部嵌入壩體防滲體中。當(dāng)土石壩防滲墻的墻體用作壩身或壩基時，其頂部與壩頂防浪墻相接或低于壩頂0.5m左右。

2.2防滲墻墻體厚度的確定

土石壩防滲墻厚度的確定除了應(yīng)滿足墻體的抗?jié)B性、耐久性、墻體應(yīng)力和變形的要求等條件外，還應(yīng)考慮其土石壩所在地的地質(zhì)情況及其施工的機(jī)械設(shè)備等因素。

在土石壩防滲墻的厚度計算方面，國內(nèi)尚未有嚴(yán)格的防滲墻設(shè)計規(guī)范。有關(guān)防滲墻的滲透量的計算和滲透穩(wěn)定分析以及強(qiáng)度、變形許可范圍等的計算沒有規(guī)范的計算方法和理論理論依據(jù)。而在土石壩的設(shè)計方面，以往的經(jīng)驗都是以防滲墻破壞時的水力坡降作為參考，來確定墻體厚度（δ），其計算公式如下所示：

式中： ——作用于防滲墻的最大水頭差（m）；

K——抗?jié)B坡降安全系數(shù)，一般取3～5；

——防滲墻滲透破壞坡降，取300。

根據(jù)以往修建的防滲墻數(shù)據(jù)統(tǒng)計，防滲墻允許承受的水力坡降

可達(dá)到100，當(dāng)K=5時， 為60，假定防滲墻承受的最大水頭差與壩前水深相同。

2.3防滲體插入高度的確定

根據(jù)《碾壓式土石壩設(shè)計規(guī)范》，防滲墻的墻頂插入壩體的高度以1/10壩高最佳，而且應(yīng)保證防滲墻插入壩體的高度應(yīng)不小于3m?；鶐r內(nèi)1.5m至壩基面以上3m處可采用C10混凝土，為了使防滲墻能與壩基整體協(xié)調(diào)，距壩基3.0m以上可采用塑性混凝土修建，而墻頂部則用高塑性粘土封頂。

2.4防滲墻的墻體材料確定

材料的好壞很大程度決定土石壩的加固修建質(zhì)量。因此，在防滲墻的墻體材料選擇方面，應(yīng)參考國內(nèi)外己建防滲墻的經(jīng)驗，一般采用塑性混凝土作為墻體材料比較合適。這種材料的特點(diǎn)是抗?jié)B性能好，變形模量較低，極限應(yīng)變值大，適應(yīng)變形能力強(qiáng)等。

3 土石壩加固修建防滲墻的施工應(yīng)注意的問題

3.1應(yīng)力集中造成墻體破壞

由于防滲墻彈性模量一般比周圍覆蓋層地基的彈性模量高出數(shù)百倍甚至上千倍，因此可把防滲墻看成一剛性體，當(dāng)?shù)鼗惺苌喜亢奢d產(chǎn)生壓縮變形時，防滲墻頂部所承受的載荷遠(yuǎn)大于上部土柱的荷載，而墻體兩側(cè)同時也承受較大摩擦力。由此造成防滲墻的在工程中的實際承載應(yīng)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其設(shè)計強(qiáng)度，從而產(chǎn)生防滲墻開裂甚至破壞等后果。

體。

3.2工程投資較大、施工工期長

隨著對防滲墻的受力分析研究的不斷深入，人類對防滲墻的穩(wěn)定性和強(qiáng)度有了更進(jìn)一步的了解和掌握。在工程上，為了盡可能減少防滲墻出現(xiàn)裂縫等不良后果，防滲墻在設(shè)計時不可避免地考慮大量的鋼筋的添加，以此增加防滲墻的抗裂性能。但這設(shè)計思路造成工程造價的增加，更重要是施工工序的增加，甚至?xí)娱L施工工期。

4 提高土石壩的加固修建防滲墻的施工質(zhì)量的建議

綜合以往土石壩的防滲墻施工所暴露出來的質(zhì)量問題，經(jīng)驗告訴我們，技術(shù)問題的總結(jié)需要認(rèn)真考慮，前面的土石壩防滲墻的修建經(jīng)驗對今后類似大量的中小型工程的設(shè)計、施工都有著重要的指導(dǎo)或借鑒作用。以往的施工質(zhì)量問題，為防滲墻的設(shè)計與施工提供技術(shù)參考，一定程度上避免發(fā)生類似的施工敗筆。筆者根據(jù)多年的防滲墻的應(yīng)用經(jīng)驗和體會，提出幾點(diǎn)提高土石壩的加固修建防滲墻的施工質(zhì)量的建議：

4.1采用混凝土防滲墻處理水庫的壩基滲漏問題，可有效控制土石壩的整體質(zhì)量，比較徹底的消除壩體或壩基的施工隱患，是一種較為積極穩(wěn)妥和直觀可靠的根治土石壩整體質(zhì)量處理方法，值得借鑒。

4.2注重防滲墻的施工過程的質(zhì)量控制，這樣才能有效保證防滲墻的修建質(zhì)量，確保水庫土石壩的安全。在施工過程，應(yīng)根據(jù)壩體填筑料的質(zhì)量、土石壩的設(shè)計深度、壩體高度、滲透性以及基巖的特性進(jìn)行充分研究探討，選擇合適的墻體材料和最佳的施工工藝。同時在施工過程應(yīng)認(rèn)真考慮壩體的密實度和壩體自身的穩(wěn)定性，做到從臨建工程、防滲墻造孔、孔形及清孔、混凝土澆筑過程等方面進(jìn)行質(zhì)量的全面控制。

4.3認(rèn)真對待作為臨時工程的臨建工程，因為其在防滲墻造孔過程中起到非常重要的作用，可以說是防滲墻施工中不可缺少的一部分。

4.4在施工過程，應(yīng)盡量縮短各槽段的施工時間。因為防滲墻造孔過程是防滲墻施工中的事故多發(fā)環(huán)節(jié)，加上槽段的不穩(wěn)定因素，只有盡量縮短各槽段的施工時間，才能保證槽段正常施工。特別指出的事，土石壩中建造防滲墻常用的施工工藝有純抓法、鉆抓法和鉆劈法，應(yīng)根據(jù)實際施工情況，擇優(yōu)選用。

4.5混凝土澆筑質(zhì)量好壞決定了防滲墻質(zhì)量好壞的最為重要的因素。因此在混凝土澆筑過程，首先要嚴(yán)格按設(shè)計的防滲墻物理力學(xué)指標(biāo)配制合格的混凝土；并按規(guī)定要求嚴(yán)格控制澆筑導(dǎo)管間距及導(dǎo)管距孔端的距離；在澆筑過程中，要控制混凝土面的高差在0.5m內(nèi)，并控制混凝土澆筑強(qiáng)度。對防滲墻與臨近建筑物的結(jié)合部，如開挖困難，止水難以施工，可考慮采取局部充填灌漿措施，保證防滲的可靠性與整體性。

5 結(jié)語

總之，水庫土石壩防滲墻的加固施工技術(shù)，在我國的許多方面的技術(shù)水平還不高，需要我們不斷積累經(jīng)驗，不斷提高和完善施工專業(yè)技術(shù)能力，同時，對土石壩防滲墻的構(gòu)建經(jīng)驗也要相互交流，取長補(bǔ)短，合理管理，對出現(xiàn)的諸多工程隱患，要正確面對，并依據(jù)實際情況，找出隱患原因，以使在以后的施工過程中加以避免，確保水庫土石防滲墻施工加固技術(shù)有更大提高。

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