廣西龍懷水庫(kù)壩體防滲措施

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摘要：龍懷水庫(kù)壩體存在滲漏問(wèn)題，根據(jù)工程地質(zhì)條件通過(guò)方案比選，采用塑性砼防滲墻防滲，防滲效果較好。
關(guān)鍵詞：壩體滲漏；塑性砼防滲墻

        1  工程概況
        龍懷水庫(kù)位于柳江縣西北部福塘鄉(xiāng)境內(nèi)的鳳山河支流龍懷河上游，龍懷水庫(kù)始建于1958年1月，水庫(kù)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(diào)節(jié)中型水庫(kù)。工程等別為Ⅲ等，主要建筑物級(jí)別為3級(jí)。
        2  土壩現(xiàn)存主要問(wèn)題
        大壩壩體浸潤(rùn)線(xiàn)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(mǎn)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(zhì)
        ①高程195～185m為粉質(zhì)粘土，高含水，可塑狀為主，風(fēng)化碎（塊）石，該層土壓實(shí)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(shí)度為0.89，平均滲透系數(shù)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(zhì)粘土，局部為灰色含碎石粘土，飽和狀，該層土壓實(shí)度為0.87，滲透系數(shù)平均值K=2.01×10-4cm/s；為弱透水性。
        4  壩體防滲設(shè)計(jì)
        4.1 防滲方案比選  隨著壩工建設(shè)的發(fā)展，新的土石壩防滲加固技術(shù)不斷出現(xiàn)。壩體防滲處理技術(shù)主要包括：機(jī)械造槽法混凝土防滲墻技術(shù)、高壓噴射灌漿防滲技術(shù)、劈裂帷幕灌漿技術(shù)、振動(dòng)沉模防滲板墻技術(shù)、土工膜防滲技術(shù)、套孔沖抓法防滲墻技術(shù)和倒掛井法防滲墻技術(shù)等等。而振動(dòng)沉模防滲板墻技術(shù)造墻深度目前只能達(dá)到20m左右；土工膜防滲技術(shù)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(shù)主要適用水上施工，對(duì)水下或浸潤(rùn)線(xiàn)以下施工比較困難，對(duì)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(zhǎng)，且需庫(kù)水位降低。因此，對(duì)于土壩防滲處理技術(shù)，目前國(guó)內(nèi)采用較多且技術(shù)比較成熟的主要有：機(jī)械造槽法混凝土防滲墻技術(shù)、高壓噴射灌漿防滲技術(shù)和劈裂帷幕灌漿技術(shù)。但劈裂帷幕灌漿技術(shù)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(wèn)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(shù)和高壓噴射灌漿防滲技術(shù)可在壩體內(nèi)形成一道滲透系數(shù)可達(dá)10-6～10-7cm/s的防滲體，本工程主要對(duì)此兩種方案進(jìn)行比較兩方案均具可操作性，施工技術(shù)均較為成熟、安全、可靠，工程經(jīng)驗(yàn)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(jù)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(shù)施工要求較高，施工質(zhì)量較難控制，防滲效果較難達(dá)到預(yù)期效果。參考目前國(guó)內(nèi)外土壩防滲處理經(jīng)驗(yàn)，采用混凝土防滲墻防滲的土壩，多數(shù)工程運(yùn)行效果較為理想。因此，壩體采用混凝土防滲墻防滲，對(duì)于壩基采用帷幕灌漿相結(jié)合的方案。
        4.2 壩體砼防滲墻布置  防滲墻總長(zhǎng)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(xiàn)位于壩軸線(xiàn)上游側(cè)0.5m。
        4.3 壩體混凝土防滲墻設(shè)計(jì)
        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(rùn)土和（或）粘土摻量較大，彈性模量較小的特殊混凝土。設(shè)計(jì)塑性混凝土強(qiáng)度等級(jí)C3.5，彈性模量為750MPa，抗?jié)B等級(jí)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(yīng)力和變形以及施工設(shè)備等因素。根據(jù)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(guó)內(nèi)混凝土防滲墻的厚度通常在0.6m～0.8m之間；國(guó)外混凝土防滲墻厚一般在0.4～0.8m之間。參照類(lèi)似工程經(jīng)驗(yàn)，龍懷水庫(kù)大壩混凝土防滲墻墻厚初擬為0.6m，對(duì)其復(fù)核計(jì)算如下。①按水力梯度要求復(fù)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(mǎn)足要求。②按墻體垂直度因素復(fù)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(mǎn)足要求。
        4.3.3 墻體深度  墻底嵌入巖體強(qiáng)風(fēng)化線(xiàn)1.0m，以利與壩基防滲帷幕更好的結(jié)合。
        4.4 大壩加固后滲流及穩(wěn)定計(jì)算  大壩防滲后滲流計(jì)算浸潤(rùn)線(xiàn)如圖1。經(jīng)計(jì)算浸潤(rùn)線(xiàn)下降較大，防滲效果明顯，滲透比降及壩坡穩(wěn)定經(jīng)計(jì)算均滿(mǎn)足規(guī)范要求。
        5  總結(jié)
        龍懷水庫(kù)根據(jù)水庫(kù)實(shí)際工程地質(zhì)條件，通過(guò)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(shè)提供經(jīng)驗(yàn)和設(shè)計(jì)參考。