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【摘 要】随着国民经济建设的快速发展，城乡基础设施建设步伐也得到不断的加快，特别是水利基础设施的建设。水库作为水利基础设施建设的关键部分，担负着城乡供水、防洪、灌溉和发电等重任，这也使得社会各界人士对于水库的质量安全提出了更高的要求。
【关键词】水库工程； 大坝防渗； 防渗设计； 渗漏量； 渗漏治理； 方案比较
一、水库大坝防渗设计要求及施工选择
1.1 水库大坝的防渗要求
根据水库大坝的设计要求以及实际使用情况，要求其防渗设计需要达到标准，进而保障大坝的实际使用安全以及使用寿命。具体的与水库的承载力的初始设计有关，本虚拟水库大坝的设计选择水库容量为3000万立方米，水库的基本功能为灌溉与发电并存的功能性水库大坝建设。施工的环境为红壤粘土土质局部具有岩石风化成。对防渗的要求偏高。
1.2 水库大坝的防渗施工选择
水库大坝的防渗施工选择需要本着安全、有效、经济为基本原则。在保障了大坝主体的安全以及防渗效果的有效性的基础之上通过对施工难度以及施工成本进行综合考虑，确定大坝防渗的施工方案以及施工设计。
根据目前主要采用的大坝防渗施工方式有：土坝、堆石坝混合坝体；粘土斜墙防渗技术两个方面。具体的特点施工特点如下：土坝、堆石坝混合坝体：采用分段施工的方式进行，对于坝底的施工方式采用堆石坝进行防渗施工，中间采用粘土层与大坝进行粘合，并在堆土墙之上至坝顶的主要渗透区域进行土坝建设，土坝采用粘土土质进行填充，并以混凝土做防渗外墙的整体施工方式进行。此种施工方式的主要特点是利用不同填充物之间的颗粒互补原则能够起到较好的防渗效果，但是在施工过程中由于工艺复杂，分层明显，对设计以及施工的要求较高。同时，由于分段的防渗坝体的施工工艺对于施工时间的要求较高。
二、防渗斜墙的总体设计
防渗斜墙的总体设计分为三部分进行：内墙的设计、外墙的设计以及地基的设计。对于内墙的设计需要加强其对防渗功能的要求进而保障大坝主体的安全，而对于外墙的设计则要适当较低防渗要求，避免夹层渗透水压的平衡，进而增加大坝的使用寿命与维修难度。而由于施工地质的原因对于地基设计则需要进行一系列加强处理以增加地基的防渗效果。具体设计如下：
内墙的设计：采用342cm内墙底部厚度与52cm的内墙顶端的黏土墙厚度设计，其中采用双层混凝土灌注的方式对斜墙进行施工，外侧混凝土层的施工保障了整体斜墙的防渗透效果，内侧的混凝土层保障了防渗斜墙与大坝主体的契合。进而保障了水平方向的非遵从渗透现象的出现。外墙的设计：采用传统的0.8：1的设计原则对内向进行分度削减的原则，在保障了防渗效果的同时降低了施工的成本。大坝地基的原始层为沙石结构，防渗效果低，容易造成水体对大坝的冲刷，进而对于地基的防水层设置采用了粘土铺设加强混凝土施工的方式进行，在传统的设计原则的情况下增加地基混凝土层的厚度与宽度，进而增加其水平与垂直方向的防渗透效果。具体设计采用3000cm的水平施工距离以及120cm的垂直施工距离对防渗效果进行有效的保障。
三、大坝防渗加固设计
3.1防渗加固方案研究
根据大坝存在的问题，对大坝的防渗加固分别研究了混凝土防渗墙和高压旋喷灌浆两个方案。
3.1.1混凝土防渗墙加固方案
沿坝顶中心线增设混凝土防渗墙对坝体进行防渗加固，防渗墙入岩0.5～1.0m，墙下基岩采用帷幕灌浆加固。混凝土防渗墙厚0.6m，并在墙中预埋灌浆钢管，钢管直径110mm。防渗墙轴线长518m，顶高程31.40m，最大墙深24.7m。帷幕灌浆采用单排孔，孔距1.6m，深度至透水率小于10Lu以下5m。灌浆段长度分为：第1段2m，第2段3m，以下各段5m。帷幕灌浆防渗线总长466.0m，最大孔深36.3m。
3.1.2高压旋喷灌浆方案
沿坝顶中心线增加高压旋喷灌浆对坝体和坝基覆盖层进行防渗加固，其下透水率大于10Lu的强风化岩层采用帷幕灌浆与之相连接，帷幕灌浆底线至10Lu线以下5m。高压旋喷灌浆防渗段总长518m，最大孔深23.7m。帷幕防渗段总长466.0m，最大孔深36.3m。帷幕灌浆与上部旋喷灌浆同孔，先进行下部基岩帷幕灌浆施工，然后进行上部旋喷灌浆施工。帷幕灌浆采用自上而下分段阻塞灌浆。旋喷灌浆单排孔距0.80m，最大深度23.7m。基岩灌浆为单排孔，孔距1.6m。帷幕灌浆防渗标准为10Lu。
3.1.3加固方案比选
混凝土防渗墙方案的优点是，加固工程施工质量容易控制，防渗可靠性较高；缺点是施工速度较慢，施工工期较长，费用略高。高压旋喷灌浆方案的优点是，施工速度较快，工期较短，费用略低；缺点是穿过不同介质的复杂地层时，施工质量较难控制，防渗可靠性受到影响。经综合比较，推荐混凝土防渗墙加固方案。
3.2防渗墙加固设计
混凝土防渗墙沿坝顶中心线布置，深度按入岩1m控制，在断层及裂隙密集带适当加深。
（1）按经验计算防渗墙厚度。根据计算，墙体厚度为17.8cm可满足抗渗要求，混凝土防渗墙采用钻凿法施工，墙厚取0.6m。
（2）防渗墙的使用年限分析。混凝土防渗墙耐久性主要受渗流溶蚀作用控制，使用年限根据经验公式计算为103a。根据规范，水库大坝采用0.6m厚的混凝土防渗墙可满足50a设计基准期的要求。
（3）防渗墙混凝土指标。28d立方体抗压强度不小于10.0MPa，弹性模量小于15000MPa，抗渗标号大于W6，允许渗透比降大于60。
3.3坝基帷幕灌浆设计
基岩帷幕灌浆采用自上而下的施工方法，防渗标准为透水率小于10Lu。灌浆材料采用普通硅酸盐水泥浆液，水泥强度等级不低于42.5级。浆液水灰比采用3∶1，2∶1，1∶1，0.8∶1，0.6∶1（重量比）。灌浆分段及压力拟定为：第一段长2m，压力0.35MPa；第二段长3m，压力0.5MPa；第三段长5m，压力0.8MPa；第四段及以下长5m，压力1.2MPa。
参考文献：
[1]封国军.浅谈病险水库渗漏治理的措施及必要性[J]. 城市建设理论研究，2007，28（ 10） ： 118 - 119.
[2]张国宗.浅析水库渗漏治理除险加固措施[J]. 科协论坛，2011，27（01）：31-33.
[3]叶天是.水库渗漏加固设计应注意的几个问题[J].人民黄河，
【关键词】水库工程； 大坝防渗； 防渗设计； 渗漏量； 渗漏治理； 方案比较
一、水库大坝防渗设计要求及施工选择
1.1 水库大坝的防渗要求
根据水库大坝的设计要求以及实际使用情况，要求其防渗设计需要达到标准，进而保障大坝的实际使用安全以及使用寿命。具体的与水库的承载力的初始设计有关，本虚拟水库大坝的设计选择水库容量为3000万立方米，水库的基本功能为灌溉与发电并存的功能性水库大坝建设。施工的环境为红壤粘土土质局部具有岩石风化成。对防渗的要求偏高。
1.2 水库大坝的防渗施工选择
水库大坝的防渗施工选择需要本着安全、有效、经济为基本原则。在保障了大坝主体的安全以及防渗效果的有效性的基础之上通过对施工难度以及施工成本进行综合考虑，确定大坝防渗的施工方案以及施工设计。
根据目前主要采用的大坝防渗施工方式有：土坝、堆石坝混合坝体；粘土斜墙防渗技术两个方面。具体的特点施工特点如下：土坝、堆石坝混合坝体：采用分段施工的方式进行，对于坝底的施工方式采用堆石坝进行防渗施工，中间采用粘土层与大坝进行粘合，并在堆土墙之上至坝顶的主要渗透区域进行土坝建设，土坝采用粘土土质进行填充，并以混凝土做防渗外墙的整体施工方式进行。此种施工方式的主要特点是利用不同填充物之间的颗粒互补原则能够起到较好的防渗效果，但是在施工过程中由于工艺复杂，分层明显，对设计以及施工的要求较高。同时，由于分段的防渗坝体的施工工艺对于施工时间的要求较高。
二、防渗斜墙的总体设计
防渗斜墙的总体设计分为三部分进行：内墙的设计、外墙的设计以及地基的设计。对于内墙的设计需要加强其对防渗功能的要求进而保障大坝主体的安全，而对于外墙的设计则要适当较低防渗要求，避免夹层渗透水压的平衡，进而增加大坝的使用寿命与维修难度。而由于施工地质的原因对于地基设计则需要进行一系列加强处理以增加地基的防渗效果。具体设计如下：
内墙的设计：采用342cm内墙底部厚度与52cm的内墙顶端的黏土墙厚度设计，其中采用双层混凝土灌注的方式对斜墙进行施工，外侧混凝土层的施工保障了整体斜墙的防渗透效果，内侧的混凝土层保障了防渗斜墙与大坝主体的契合。进而保障了水平方向的非遵从渗透现象的出现。外墙的设计：采用传统的0.8：1的设计原则对内向进行分度削减的原则，在保障了防渗效果的同时降低了施工的成本。大坝地基的原始层为沙石结构，防渗效果低，容易造成水体对大坝的冲刷，进而对于地基的防水层设置采用了粘土铺设加强混凝土施工的方式进行，在传统的设计原则的情况下增加地基混凝土层的厚度与宽度，进而增加其水平与垂直方向的防渗透效果。具体设计采用3000cm的水平施工距离以及120cm的垂直施工距离对防渗效果进行有效的保障。
三、大坝防渗加固设计
3.1防渗加固方案研究
根据大坝存在的问题，对大坝的防渗加固分别研究了混凝土防渗墙和高压旋喷灌浆两个方案。
3.1.1混凝土防渗墙加固方案
沿坝顶中心线增设混凝土防渗墙对坝体进行防渗加固，防渗墙入岩0.5～1.0m，墙下基岩采用帷幕灌浆加固。混凝土防渗墙厚0.6m，并在墙中预埋灌浆钢管，钢管直径110mm。防渗墙轴线长518m，顶高程31.40m，最大墙深24.7m。帷幕灌浆采用单排孔，孔距1.6m，深度至透水率小于10Lu以下5m。灌浆段长度分为：第1段2m，第2段3m，以下各段5m。帷幕灌浆防渗线总长466.0m，最大孔深36.3m。
3.1.2高压旋喷灌浆方案
沿坝顶中心线增加高压旋喷灌浆对坝体和坝基覆盖层进行防渗加固，其下透水率大于10Lu的强风化岩层采用帷幕灌浆与之相连接，帷幕灌浆底线至10Lu线以下5m。高压旋喷灌浆防渗段总长518m，最大孔深23.7m。帷幕防渗段总长466.0m，最大孔深36.3m。帷幕灌浆与上部旋喷灌浆同孔，先进行下部基岩帷幕灌浆施工，然后进行上部旋喷灌浆施工。帷幕灌浆采用自上而下分段阻塞灌浆。旋喷灌浆单排孔距0.80m，最大深度23.7m。基岩灌浆为单排孔，孔距1.6m。帷幕灌浆防渗标准为10Lu。
3.1.3加固方案比选
混凝土防渗墙方案的优点是，加固工程施工质量容易控制，防渗可靠性较高；缺点是施工速度较慢，施工工期较长，费用略高。高压旋喷灌浆方案的优点是，施工速度较快，工期较短，费用略低；缺点是穿过不同介质的复杂地层时，施工质量较难控制，防渗可靠性受到影响。经综合比较，推荐混凝土防渗墙加固方案。
3.2防渗墙加固设计
混凝土防渗墙沿坝顶中心线布置，深度按入岩1m控制，在断层及裂隙密集带适当加深。
（1）按经验计算防渗墙厚度。根据计算，墙体厚度为17.8cm可满足抗渗要求，混凝土防渗墙采用钻凿法施工，墙厚取0.6m。
（2）防渗墙的使用年限分析。混凝土防渗墙耐久性主要受渗流溶蚀作用控制，使用年限根据经验公式计算为103a。根据规范，水库大坝采用0.6m厚的混凝土防渗墙可满足50a设计基准期的要求。
（3）防渗墙混凝土指标。28d立方体抗压强度不小于10.0MPa，弹性模量小于15000MPa，抗渗标号大于W6，允许渗透比降大于60。
3.3坝基帷幕灌浆设计
基岩帷幕灌浆采用自上而下的施工方法，防渗标准为透水率小于10Lu。灌浆材料采用普通硅酸盐水泥浆液，水泥强度等级不低于42.5级。浆液水灰比采用3∶1，2∶1，1∶1，0.8∶1，0.6∶1（重量比）。灌浆分段及压力拟定为：第一段长2m，压力0.35MPa；第二段长3m，压力0.5MPa；第三段长5m，压力0.8MPa；第四段及以下长5m，压力1.2MPa。
参考文献：
[1]封国军.浅谈病险水库渗漏治理的措施及必要性[J]. 城市建设理论研究，2007，28（ 10） ： 118 - 119.
[2]张国宗.浅析水库渗漏治理除险加固措施[J]. 科协论坛，2011，27（01）：31-33.
[3]叶天是.水库渗漏加固设计应注意的几个问题[J].人民黄河，