摘 要:本文结合益塘水库除险加固工程实例,对几种常用防渗加固方法的优缺点进行分析比较,并详细介绍了塑性混凝土防渗墙的设计。
　　关键词:防渗加固 塑性混凝土 防渗墙 配合比设计
　　中图分类号:TU2 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2012)04(a)-0105-01
　　
　　1 工程概况
　　益塘水库位于广东省梅州市五华县境内,距县城约20km,是一座以防洪为主,保证灌溉、结合发电等综合利用的大(2)型水库。水库集雨面积为251km2,正常蓄水位153.00m,相应库容1.16亿m3,总库容为1.65亿m3。
　　益塘水库兴建于1971年,1974年初步建成运行。水库大坝由矮车主坝、潭下拦河坝及8座副坝组成,为均质土坝。矮车主坝最大坝高42m,坝顶高程159.33m,坝顶宽6.6m,坝轴线长约370m;拦河坝最大坝高22m,坝顶高程159.86m,坝顶宽6.5m,坝轴线长约730m。
　　建设期由于受到技术、经济等条件的限制,坝体土料填筑质量差,坝基清基不彻底,造成大坝后坡排水棱体渗漏大;特别是潭下拦河坝坝基有砂卵石透水层,原设计采用截水槽和粘土铺盖防渗,但截水槽未完全贯穿整个透水层,坝基有可能发生渗透破坏,威胁下游人民生命财产的安全。
　　2009年,经安全鉴定评定为二类坝,需尽快进行除险加固。
　　
　　2 防渗加固方案选择
　　根据拦河坝所存在的问题,设计采用塑性砼防渗墙、劈裂灌浆、复合土工膜等三个方案进行技术经济比较,通过比较选择施工方便、防渗效果好的方案作为推荐方案。
　　塑性混凝土防渗墙能适应各种松散透水地基的复杂的水文地质与工程地質条件,具有可靠性高、施工进度较快、便于机械化施工、防渗效果显著的优点,缺点是成本较高。
　　劈裂灌浆具有造价低,短期防渗效果好等优点;缺点是灌浆要根据灌浆深度、次数严格控制灌浆压力、灌浆量及控制坝顶的劈裂长度和宽度,同时要严格控制坝体的位移和沉降量,因此其灌浆进度慢,灌浆土容易变形破坏,时间一长,出现防渗失效的情况,防渗效果不能持久。
　　益塘水库大坝本身就曾进行过多次灌浆处理,都未能达到长期的防渗效果。
　　复合土工膜造价低,施工简便快捷,可结合大坝上游护坡加固进行施工,施工技术要求相对简单,其防渗效果较好;缺点是铺设土工膜要求干地施工,矮车主坝和潭下拦河坝均不具备此条件。
　　综合以上分析比较,考虑潭下拦河坝在益塘水库各坝中渗漏最为严重,故对该坝采取塑性混凝土防渗墙进行加固处理。
　　
　　3 塑性混凝土防渗墙设计
　　3.1 防渗墙设计深度
　　混凝土防渗墙底部原则上嵌入相对不透水层1m左右,顶部嵌入坝体防渗体中。根据地质资料,拦河坝底部相对不透水层为强风化层,故防渗墙底部入强风化层1m,顶部至高程159.0m。
　　3.2 防渗墙厚度的确定
　　防渗墙的厚度应满足墙体抗渗性、耐久性,满足墙体应力和变形的要求,同时还应考虑到地质情况及施工设备等因素。
　　计算公式如下:
　　
　　式中:δ—— 防渗墙厚度(m);
　　ΔHmax—— 作用在塑性混凝土防渗墙上的最大水头差(m),拦河坝上下游校核洪水位分别为158.5m和137.9m,故最大水头差为20.6m;
　　JP—— 塑性混凝土防渗墙允许水力坡降;
　　K—— 抗渗坡降安全系数;
　　Jmax—— 塑性混凝土防渗墙渗透破坏坡降。
　　根据对国内外已建工程的统计,防渗墙允许承受的水力坡降Jp一般采用Jp=50～60,本工程取50。计算得:δ=20.6/50=0.412m即可满足要求。
　　受造孔机具限制,参考国内工程经验,混凝土防渗墙厚度取为0.6m。
　　3.3 防渗墙主要设计指标
　　参考国内已建防渗墙的经验,结合益塘水库拦河坝工程条件,塑性混凝土的物理力学指标为:入孔坍落度18～22cm,扩散度34～40cm,渗透系数K＜1×10-6 cm/s,抗压强度1.5MPa　　施工过程中,施工单位应该通过现场试验,在满足设计要求前提下选择较经济的配合比方案。
　　
　　4 结语
　　实践表明,塑性混凝土防渗墙有效解决了益塘水库拦河坝坝体、坝基的渗漏问题,其具有的施工速度快、防渗效果好、可靠性高等特点,对水库大坝防渗加固有较好的借鉴作用。随着混凝土防渗墙技术的迅速发展,施工机具的不断创新和完善,经济效益的不断提高,其用途将日益广泛。
　　
　　参考文献
　　[1] 水工建筑物水泥灌浆施工技术规范(SL62-94).
　　[2] 水电水利工程混凝土防渗墙施工规范(DL/T 5199-2004).