老撾磨滇湖水庫(kù)瀝青混凝土面板設(shè)計(jì)要點(diǎn)

周志宏

（普洱吉?jiǎng)?chuàng)水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)有限公司，云南普洱 665000）

在設(shè)計(jì)老撾磨滇湖水庫(kù)時(shí)，其結(jié)構(gòu)主要為瀝青混凝土面板，在實(shí)施工程的過(guò)程當(dāng)中，提升瀝青混凝土面板的施工質(zhì)量是整個(gè)工程施工水平的重點(diǎn)內(nèi)容[1]。所以在設(shè)計(jì)老撾磨滇湖水庫(kù)瀝青混凝土面板環(huán)節(jié)中，控制好瀝青混凝土施工質(zhì)量，對(duì)保證整個(gè)工程施工質(zhì)量，具有積極推動(dòng)作用。

1 老撾磨滇湖水庫(kù)工程概況

老撾磨滇湖水庫(kù)的位置處于老撾磨丁經(jīng)濟(jì)特區(qū)之中，該位置屬于溝谷地形，臨近老撾經(jīng)濟(jì)特區(qū)的西南側(cè)。對(duì)老撾經(jīng)濟(jì)特區(qū)與老撾磨滇湖水庫(kù)之間的距離展開測(cè)量，大約僅相隔3km。老撾磨滇湖水庫(kù)的位置基于相對(duì)比較便利的交通，昆明到曼谷公路路過(guò)水庫(kù)東邊，距離大約1km的位置，形成相對(duì)較為簡(jiǎn)易的交通道路。

老撾磨滇湖水庫(kù)工程區(qū)域的地震動(dòng)峰值以《中國(guó)地震動(dòng)峰值加速度區(qū)劃圖》（GB 18306—2001）為依據(jù)，計(jì)算得到的加速度值為0.1g，地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期為0.45s，地震的烈度也相應(yīng)的為VII級(jí)別，在老撾磨滇湖水庫(kù)施工區(qū)域中，具有相對(duì)較差的地震穩(wěn)定性[2-3]。以《水工建筑物抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（DL 5073—2000）作為依據(jù)，將其地震烈度設(shè)計(jì)為VII度，最終得到的建筑物抗震烈度為VII度。

老撾磨滇湖水庫(kù)的主體壩址區(qū)域位置地形屬于構(gòu)造侵蝕，地中山谷斜坡地形，這個(gè)位置具有彎曲的河流和陡峭的縱坡，兩岸位置的山坡具有較差的系統(tǒng)性。以現(xiàn)如今的地形情況而言，在對(duì)老撾磨滇湖水庫(kù)設(shè)計(jì)的時(shí)候，選擇加壩的軸線具有較小的預(yù)留空間，僅僅能夠按照原來(lái)的壩址軸線向后移動(dòng)25m的距離，形成轉(zhuǎn)彎軸線和直線軸線，將兩條軸線分別記作A和B，如圖1所示。

圖1 老撾磨滇湖水庫(kù)壩體軸線

2 老撾磨滇湖水庫(kù)防滲處理之前概述

老撾磨滇湖水庫(kù)在正常的情況之下，其蓄水的位置能夠達(dá)到890.00m，此時(shí)的老撾磨滇湖水庫(kù)庫(kù)容能夠達(dá)到466.00萬(wàn)m3。水庫(kù)在設(shè)計(jì)之初，將其最高的洪水位置設(shè)定為891.17m，核對(duì)完成后得知實(shí)際水庫(kù)洪水為的位置為891.60m，此時(shí)的老撾磨滇湖水庫(kù)能夠到達(dá)539.00萬(wàn)m3，興利庫(kù)容為450萬(wàn)m3，死水的水位達(dá)到870.20m，此時(shí)的死水庫(kù)容能夠達(dá)到16萬(wàn)m3。對(duì)老撾磨滇湖水庫(kù)的主壩壩體加高以后，得到其高程為892.00m，防浪墻的頂部高程為893.00m。其中最大的壩高為32.00m。老撾磨滇湖水庫(kù)樞紐的建筑組成結(jié)構(gòu)分別為輸水涵管、主壩體和副壩體。

（1）老撾磨滇湖水庫(kù)防滲情況。

2017年6月水庫(kù)蓄水至正常水位888.00m后連續(xù)發(fā)現(xiàn)在下游壩坡有滲水情況，滲漏點(diǎn)位分布圖詳具體見(jiàn)圖2。

圖2 滲漏點(diǎn)位分布

至2017年10月，下游壩坡有5處滲漏點(diǎn)，且排水棱體有較大的集中滲漏。經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)目測(cè)，壩體滲漏量大約為450mL/s，排水棱體滲漏量大約為20L/s，滲漏非常嚴(yán)重，見(jiàn)圖3、圖4。

圖3 病險(xiǎn)中的老撾磨滇湖水庫(kù)

圖4 病險(xiǎn)中的老撾磨滇湖水庫(kù)

（2）壩體滲漏的初步分析。

排水棱體滲漏分析。

從排水棱體滲漏情況看，該處滲漏較大，分析原因主要為集中滲漏。通過(guò)查閱原壩體竣工圖，發(fā)現(xiàn)原壩體的防滲帷幕未延伸到原溢洪道右側(cè)，該防滲帷幕的布置對(duì)原壩體防滲基本是合理的，但壩體加高方案對(duì)原溢洪道末端采用堆石體回填，陡槽段采用漿砌石回填，進(jìn)口段采用拋石混凝土回填，在壩體加高后，溢洪道成為新加主壩體的一部分，其基礎(chǔ)的抗?jié)B性能無(wú)法滿足設(shè)計(jì)水位提高后的抗?jié)B要求，從而形成一個(gè)集中的滲漏通道，使水庫(kù)水通過(guò)溢洪道基巖面向壩后滲漏，沿溢洪道結(jié)構(gòu)外側(cè)滲入到排水棱體集中排出。

另外，排水棱體的集中滲漏也可能因?yàn)樵瓑位姆罎B帷幕在壩體加高后，不能滿足高水位的滲漏要求而產(chǎn)生滲漏。

（2）后壩坡滲漏分析。

通過(guò)查閱新老壩的相關(guān)資料分析，后壩坡的滲漏原因大致為兩方面：

①原壩防滲體方面的原因。

通過(guò)對(duì)原壩體的竣工圖分析，原壩體的防滲功能主要通過(guò)心墻實(shí)現(xiàn)，但原心墻的設(shè)計(jì)是按照原壩高的防滲要求進(jìn)行考慮，在壩體加高后，原防滲心墻的防滲能力可能無(wú)法滿足壩體加高、水位提高后的防滲要求，而導(dǎo)致壩體滲漏。

原壩體的防滲體采用粘土與防水板聯(lián)合防滲，從表面上看二者結(jié)合后防滲能力是提高的，但是由于二者在施工過(guò)程中要交叉施工，根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)，不同性質(zhì)的材料結(jié)合在一起，施工難度將大幅度提高，且防水板可能會(huì)削弱粘土的壓實(shí)質(zhì)量，后續(xù)的壓實(shí)作業(yè)也會(huì)導(dǎo)致防水板接頭等薄弱部位的破壞，從而形成兩種材料防滲作用的相互削弱。另外，由于防水板需在現(xiàn)場(chǎng)逐塊拼接，施工過(guò)程拼接很難達(dá)到完全可靠，在原壩低水位時(shí)，還可能起到防滲作用，但當(dāng)壩體加高、水頭提高后，就可能暴露出問(wèn)題形成滲漏。在壩體加高過(guò)程中，現(xiàn)場(chǎng)也發(fā)現(xiàn)后壩坡有局部潮濕浸水現(xiàn)象，但由于掌握的資料有限，當(dāng)時(shí)無(wú)法判斷滲漏原因（詳見(jiàn)附件4）。

②新老壩體結(jié)合部位的原因。

在新老壩體結(jié)合位置，壩頂防滲體的結(jié)合部位是防滲的薄弱部位，壩體加高后，水頭增大，可能形成滲漏。但從目前的庫(kù)水位與下游滲漏點(diǎn)的分布情況看，尚不構(gòu)成主要原因。

在下游壩坡的新老壩體結(jié)合位置，壩體加高設(shè)計(jì)圖未要求進(jìn)行相應(yīng)處理，滲漏可能通過(guò)該部位形成通道，使新老壩體結(jié)合面形成薄弱環(huán)節(jié)。

（3）壩體滲漏進(jìn)行除險(xiǎn)加固處理，主要防滲措施為壩前混凝土面板防滲及壩后培厚處理。

3 瀝青混凝土面板設(shè)計(jì)的要點(diǎn)

老撾磨滇湖水庫(kù)根據(jù)《防洪標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50201—2014）和《水利水電工程等級(jí)劃分和洪水標(biāo)準(zhǔn)》（SL 252—2000）兩項(xiàng)規(guī)定展開，工程的等級(jí)屬于IV級(jí)別，工程的規(guī)模屬于?。?）工程。主要的建筑物等級(jí)為4級(jí)，非主要的建筑物等級(jí)為5級(jí)。其洪水的標(biāo)準(zhǔn)能夠達(dá)到煤30年一遇（P=3.33%），若是老撾磨滇湖水庫(kù)樞紐的建筑物得到很好的養(yǎng)護(hù)，將會(huì)將其洪水標(biāo)準(zhǔn)提升到每300年一遇（P=0.33%）。下游位置消能防沖工程在抵抗洪水標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)為每20年一遇，圖3和圖4均為病險(xiǎn)中的老撾磨滇湖水庫(kù)。

3.1 瀝青混凝面板土配合比設(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì)混凝土配合比的時(shí)候[4]，其詳細(xì)的配比如表1所示。

通過(guò)在施工現(xiàn)場(chǎng)中展開多次對(duì)比實(shí)驗(yàn)，得到在對(duì)混凝土進(jìn)行配比的時(shí)候，其配合比如表2和表3所示[5-7]：

3.2 除險(xiǎn)加固處理措施分析

3.2.1壩體防滲處理措施分析

老撾磨滇湖水庫(kù)的主壩體需要采用均值壩，將主壩的高度增加12.0m，壩體在加高以后，高度將達(dá)到36.0m，壩頂?shù)母叱虨?95.00m，寬度為8.0m。鋪設(shè)路面則是利用混凝土，設(shè)計(jì)完成的壩頂長(zhǎng)度將達(dá)到178.00m，壩體上游位置，壩體的坡度比為1：2.5，通過(guò)利用強(qiáng)度為C20的瀝青混凝土面板工作，將護(hù)坡的厚度調(diào)整為0.30m。壩體下游位置，壩體的坡比分別為 1：2.25、1：2.5、1：2.5，通過(guò)利用草皮完成護(hù)坡。在主壩壩體的下游位置設(shè)置有2級(jí)的馬道，保證其寬度為2.0m，經(jīng)測(cè)量得知，馬道的高程結(jié)果為878.00m和866.00m。下游壩坡與岸坡交接處設(shè)M7.5漿砌石排水溝。壩體分區(qū)由上游至下游依次為填筑1區(qū)、填筑2區(qū)、反濾層、填筑3區(qū)組成。

表1 瀝青混凝土配合比/%

表2 摻和天然砂瀝青混凝土配合比/%

表3 不摻和天然砂瀝青混凝土配合比/%

3.2.2 主壩基礎(chǔ)處理

（1）斜墻基礎(chǔ)開挖。

斜墻截水槽建基面及開挖深度：表淺部結(jié)構(gòu)松散易產(chǎn)生壓縮變形、滲透變形的覆蓋層及全風(fēng)化巖體必須清除，心墻建基面放在強(qiáng)風(fēng)化巖體上。開挖深度：切入強(qiáng)風(fēng)化巖體0.5m，兩岸岸坡位置2.0～3.0m，中間原壩段開挖清除表面碎石、雜土、植物根莖，出露碾壓心墻土層。

（2）基礎(chǔ)防滲處理。

根據(jù)地質(zhì)資料揭示存在壩肩滲漏可能，但需要開挖后再次復(fù)核壩肩滲透系數(shù)，若滲透系數(shù)大于10Lu，則應(yīng)該采取垂直帷幕防滲方案，防滲帷幕底界以深入弱至微風(fēng)化相對(duì)隔水（q＜10Lu），兩岸地下水位與正常水位無(wú)交點(diǎn)，防滲帷幕邊界根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式確定為左右岸向外沿20.0m確定。防滲軸線位于斜墻底部中間，帷幕底界應(yīng)≤10Lu，孔距1.5m。

（3）下游岸坡滑坡處理處理。

左岸下游岸坡有一小型滑坡體，滑坡質(zhì)為沖洪積層，滑坡類型為牽引式滑坡，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)鉆探及坑探，滑坡厚度為3.10～5.20m。左岸下游壩體位于滑坡體中下部，填筑壩體時(shí)需要清除部分滑坡體。

根據(jù)先下后上、先涵管后壩體的施工順序，應(yīng)當(dāng)首先進(jìn)行涵管施工，涵管施工開挖至滑坡體時(shí)應(yīng)做好臨時(shí)支護(hù)工程，預(yù)先打鋼管-鋼板樁抗滑樁，鋼管直徑15cm，樁距0.5m，嵌入滑坡體以下1.0m，采用鋼板連接。并在開挖后，立即回填M7.5漿砌石涵管基礎(chǔ)。

壩體清基至滑坡體時(shí)，應(yīng)采用邊開挖，邊回填的方法，并確保施工機(jī)械不能在滑坡體上作業(yè)。滑坡開挖時(shí)可以先上后下跌施工法，并放緩開挖邊坡坡比至1：1.5。

4 防滲處理后的效果

磨丁水庫(kù)正常蓄水位為895.00m，相應(yīng)庫(kù)容700.00萬(wàn)m3，設(shè)計(jì)洪水位896.17m，校核洪水位891.60m，總庫(kù)容700.00萬(wàn)m3，興利庫(kù)容450萬(wàn)m3，死水位870.20m，死庫(kù)容16萬(wàn)m3。主壩加壩后壩頂高程895.00m，最大壩高36.00m。樞紐主要建筑物由主壩、副壩、輸水涵管等組成。目前壩體滲漏問(wèn)題全面解決，水庫(kù)可以正常蓄水達(dá)到理想的景觀湖效果。

圖5 竣工后的老撾磨滇湖水庫(kù)

5 結(jié)語(yǔ)

在老撾磨滇湖水庫(kù)設(shè)計(jì)建設(shè)中應(yīng)用瀝青混凝土面板防滲，對(duì)保證施工質(zhì)量具有積極作用。所以，在施工過(guò)程中，合理控制施工工序，提升施工質(zhì)量最為關(guān)鍵。只有良好控制施工環(huán)節(jié)和工序，才可以提升瀝青混凝土面板施工質(zhì)量的同時(shí)，提高老撾磨滇湖水庫(kù)壩體的防滲性能。