廣西龍懷水庫壩體防滲措施

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摘要：龍懷水庫壩體存在滲漏問題，根據工程地質條件通過方案比選，采用塑性砼防滲墻防滲，防滲效果較好。
關鍵詞：壩體滲漏；塑性砼防滲墻

        1  工程概況
        龍懷水庫位于柳江縣西北部福塘鄉(xiāng)境內的鳳山河支流龍懷河上游，龍懷水庫始建于1958年1月，水庫集雨面積45.9km2；是一座以灌溉為主，兼顧防洪、供水、發(fā)電等綜合利用的多年調節(jié)中型水庫。工程等別為Ⅲ等，主要建筑物級別為3級。
        2  土壩現存主要問題
        大壩壩體浸潤線偏高，下游壩坡散浸，出逸比降大于允許滲透比降，壩后排水棱體頂部高程不滿足規(guī)范要求，壩基、壩肩存在滲漏帶，大壩滲流性態(tài)不安全。
        3  壩體工程地質
        ①高程195～185m為粉質粘土，高含水，可塑狀為主，風化碎（塊）石，該層土壓實度為0.89，平均值K=1.63×10-4cm/s，壩體弱透水性為主，局部存在微透水性。②高程185～175m為碎石土。該層土壓實度為0.89，平均滲透系數k＝4.07×10-4cm/s；為中等透水性。③高程175m以下，淺黃～棕黃色粉質粘土，局部為灰色含碎石粘土，飽和狀，該層土壓實度為0.87，滲透系數平均值K=2.01×10-4cm/s；為弱透水性。
        4  壩體防滲設計
        4.1 防滲方案比選  隨著壩工建設的發(fā)展，新的土石壩防滲加固技術不斷出現。壩體防滲處理技術主要包括：機械造槽法混凝土防滲墻技術、高壓噴射灌漿防滲技術、劈裂帷幕灌漿技術、振動沉模防滲板墻技術、土工膜防滲技術、套孔沖抓法防滲墻技術和倒掛井法防滲墻技術等等。而振動沉模防滲板墻技術造墻深度目前只能達到20m左右；土工膜防滲技術采用的土工膜容易破裂、脆裂和老化，可靠程度較低；套孔沖抓法防滲墻技術主要適用水上施工，對水下或浸潤線以下施工比較困難，對填筑比較松散的壩體容易塌孔，下孔檢查安全性差；倒掛井法安全性差，工期長，且需庫水位降低。因此，對于土壩防滲處理技術，目前國內采用較多且技術比較成熟的主要有：機械造槽法混凝土防滲墻技術、高壓噴射灌漿防滲技術和劈裂帷幕灌漿技術。但劈裂帷幕灌漿技術適用于壩高較低，土壩壩體疏松或存在裂縫、涸濕、漏水及滲透變形等問題，由于本壩壩高較高，劈裂灌漿處理不適合。 
混凝土防滲墻技術和高壓噴射灌漿防滲技術可在壩體內形成一道滲透系數可達10-6～10-7cm/s的防滲體，本工程主要對此兩種方案進行比較兩方案均具可操作性，施工技術均較為成熟、安全、可靠，工程經驗較豐富。從投資方面看，方兩方案投資相差較小。但就本工程而言，根據大壩鉆孔資料，175-185m高程區(qū)段粗粒徑含量明顯大于上、下相臨區(qū)段，壩體中粒徑8~20cm含量為10-30%。采用高噴技術施工要求較高，施工質量較難控制，防滲效果較難達到預期效果。參考目前國內外土壩防滲處理經驗，采用混凝土防滲墻防滲的土壩，多數工程運行效果較為理想。因此，壩體采用混凝土防滲墻防滲，對于壩基采用帷幕灌漿相結合的方案。
        4.2 壩體砼防滲墻布置  防滲墻總長202.0m，防滲墻右端與溢洪道控制段混凝土邊墻連接，防滲墻軸線位于壩軸線上游側0.5m。
        4.3 壩體混凝土防滲墻設計
        4.3.1 墻體材料  墻體采用塑性混凝土，即水泥用量較小，膨潤土和（或）粘土摻量較大，彈性模量較小的特殊混凝土。設計塑性混凝土強度等級C3.5，彈性模量為750MPa，抗?jié)B等級W6。
        4.3.2 墻體厚度  混凝土防滲墻的厚度，主要取決于防滲要求、抗?jié)B耐久性、墻體應力和變形以及施工設備等因素。根據規(guī)范，砼允許水力梯度為60～80，取塑性混凝土的允許水力梯度i可取為60。目前國內混凝土防滲墻的厚度通常在0.6m～0.8m之間；國外混凝土防滲墻厚一般在0.4～0.8m之間。參照類似工程經驗，龍懷水庫大壩混凝土防滲墻墻厚初擬為0.6m，對其復核計算如下。①按水力梯度要求復核防滲墻厚度：b=H/i。式中：b為墻體厚度；i為墻體混凝土允許的水力梯度；H為作用于連續(xù)墻的水頭；算得b=0.23m<0.6m，滿足要求。②按墻體垂直度因素復核防滲墻厚度。槽孔孔斜率不得大于0.4%，墻體最深約35m：△b=2×35×4/1000=0.28m；△b為兩幅連續(xù)墻接頭處偏移寬度的極端最大值。墻體厚0.6m，則墻底部可能最薄處為：B=0.6-△b＝0.32m>b=0.23m，滿足要求。
        4.3.3 墻體深度  墻底嵌入巖體強風化線1.0m，以利與壩基防滲帷幕更好的結合。
        4.4 大壩加固后滲流及穩(wěn)定計算  大壩防滲后滲流計算浸潤線如圖1。經計算浸潤線下降較大，防滲效果明顯，滲透比降及壩坡穩(wěn)定經計算均滿足規(guī)范要求。
        5  總結
        龍懷水庫根據水庫實際工程地質條件，通過方案比較，壩體采取塑性砼防滲墻防滲處理措施，取得較好的防滲效果，可為其他工程建設提供經驗和設計參考。