浅谈灵岩湖水库坝体防渗施工

王良学，谢飞，刘玲

（济南市水利建筑勘测设计研究院，山东济南 250014）

浅谈灵岩湖水库坝体防渗施工

王良学，谢飞，刘玲

（济南市水利建筑勘测设计研究院，山东济南 250014）

分析了中小型土石坝坝体防渗的几种常用措施，针对灵岩湖水库的坝体地质，综合比对选用混凝土防渗墙的设计方案，并根据建成后水库的运行效果进行防渗验证。实践证明该方案具有造价低，耐久性好及防渗效果好等特点。

混凝土防渗墙；方案比选；灵岩湖水库

灵岩湖水库工程位于济南市长清区北大沙河上游万德镇，西临京台高速，东临104国道。总库容102万m3,兴利库容48万m3。水库工程规模为小（1）型，工程等别Ⅳ等，大坝等主要建筑物级别为4级。大坝为均质土坝，最大坝高9.6 m，坝顶长150 m。坝顶宽5.5 m，坝顶高程126.3 m。

灵岩湖水库为新建拦河式年调节水库，主要由大坝、拦河闸、放水洞等工程组成。坝体由开挖库区滩地的砂砾石砂壤土填筑而成。迎水面采用预制混凝土连锁块护坡，背水面为草皮护坡。

1 工程地质条件

1.1 地层岩性

库区上部覆盖约10 m厚的第四系卵石土，局部夹薄砂层，基岩地层为泰山群(Ar)青灰色～浅红色花岗片麻岩。拦河坝左端及库区周围可见青灰色～浅红色花岗片麻岩出露。

1.2 坝基地层岩性

第①层素填土（Q4ml）：主要成份为粉质壤土，含少许卵石，偶见植物根系，土质不均匀，该层分布局限。

第②层卵石土（Q4al+pl）：花岗片麻岩质，中风化，亚圆形，无序排列，粒径1～8 cm，最大粒径可达40 cm，卵石含量55～65%，主要分布于主河槽部位，平均层厚4.22 m。

第③层粉质壤土（Q3al+pl）：含少许铁锰氧化物及砂粒，土质较均匀，该层主要分布于拦河坝右段河漫滩及台地部分，平均层厚5.35 m。

第④～⑥层为全风化、强风化和弱风化花岗片麻岩，全风化平均厚度2.3 m，强风化平均厚度1.7 m，弱风化未穿透。主要分布于河浸滩和台地部位。

1.3 坝基工程地质评价

土坝段，第四系厚度较大，最厚达10 m，具体岩性主要为②层卵石土，属强透水层、②-1层粉质壤土、②-2粗砂，属强透水层、③层粉质壤土。第四系之下为风化程度不一的花岗片麻岩。④层全风化花岗片麻岩，风化剧烈，呈砂土状，工程-水文地质性质差；⑤层强风化花岗片麻岩，风化较强烈，呈碎块状，局部砂土状，工程-水文地质性质差；⑥层弱风化花岗片麻岩，工程-水文地质性质较好，地基土的允许承载力可达1 500 kPa。

2 拟定防渗方案

2.1 选用原则

上游防渗措施主要有垂直和水平防渗，下游排水措施主要有坝后反滤透水层和排水沟等措施。常用土石坝防渗措施有高压喷射灌浆技术、混凝土防渗墙、复合土工膜防渗技术等。根据灵岩湖水库地质条件初步拟定以下三种坝体防渗方案。

2.2 方案比选

1）高压旋喷防渗。防渗墙顶高程为126.66 m（较坝顶高程低1.0 m）防渗墙轴线较坝轴线前移3.0 m。轴线长150 m，防渗墙深入坝右肩3.0 m。防渗墙最大深度17.0 m（含入强风化基岩1.0 m），在坝体内形成一道连续的防渗幕墙，降低大坝的浸润线，达到坝体防渗目的。

高压旋喷桩施工工序单一，施工组织简单，工期短并且高喷墙固结体防渗性能好，渗透系数及允许渗透比降均能满足防渗要求。本工程属小型工程，防渗墙深度小、坝体短和防渗墙总体工程量较少。

2）复合土工膜斜铺防渗方案。沿坝顶高程为123.6 m斜铺至坝脚115.0 m，边坡为1∶2.75，并平铺至坝脚前10.0 m，与坝前混凝土防渗墙组合成已完整的防渗体系。土工膜选用2布1膜的复合土工膜，并上下各铺15 cm厚砂垫层。

该方案，减少混凝土防渗墙工程量，节省部分投资，但是施工工序繁琐，施工质量要求较高，尤其是铺设过程中砂垫层不能存在大颗粒和土工膜接缝处搭接处理好，否则则易形成渗漏通道，施工风险大。灵岩湖水库坝体为砾石土坝，坝体防渗性能较差，故本方案风险性较高。

3）40 cm厚塑性混凝土防渗墙方案。防渗墙顶高程为126.66（较坝顶高程低1.0 m）防渗墙轴线较坝轴线前移3.0 m。沿防渗墙轴线布设混凝土防渗墙并入强风化基岩1.0 m，设计墙身厚度为40 cm。在坝身内形成一道混凝土发防渗墙，达到坝体防渗的目的。

塑性混凝土防渗墙施工工序单一，施工组织简单，工期短混凝土墙估计防渗性能好，工艺成熟。但该方案同属地下隐蔽工程，施工工艺相对复杂，质量相对不宜控制，尤其是确定入强风化基岩和入岩深度。

通过上述方案比选，最后选用方案三塑性混凝土防渗墙方案对坝体进行防渗处理。

3 坝体防渗墙的实施

塑性混凝土防渗墙的施工过程一般可分为：施工准备、造孔、清孔换浆、混凝土浇筑等工序。

3.1 施工准备及临时工程

1）施工平台填筑：工作平台整平宽度不小于7.0 m。

2）地质先导孔：沿防渗墙轴线每20m布置一个地质勘探先导孔，用XY-2PC地质钻机钻孔取芯，以探明地层分布及基岩顶面高程等情况确定何时入岩和入岩深度。

3）导向槽布置及导墙结构：导向槽沿防渗墙轴线布置，槽宽0.8 m，槽深1.3 m，内外两侧的导墙为6 m厚的少筋现浇C20“倒L型”混凝土结构。

4）槽孔划分：根据类似工程经验一、二期槽孔长度为7.0 m。

5）成槽施工：槽孔先用两台CZF-1200冲击反循环钻机钻槽孔两端的先导孔，然后用液压抓斗抓取先导孔之间的土体。

6）固壁泥浆：固壁泥浆采用粘土浸泡后用0.4 m3立式高速搅拌机制浆。

7）清孔换浆：当抓斗或钻机成槽至设计深度后，先进行清淤换浆处理直至符合槽孔验收标准。

8）混凝土浇筑：导管埋入混凝土的深度不得小于1.0 m，不宜大于6.0 m；混凝土面应均匀上升，应防止入管的混凝土将空气压入导管内。混凝土终浇顶面宜高于设计高程50 cm。

4 水库防渗效果

防渗墙完工后，第三方检测单位选取不同槽段对防渗墙进行超声波检测，墙体均匀密实，墙体无夹层，混凝土与堰面结合情况较好，入岩深度及质量符合设计要求。

水库完成蓄水要求后在运行期期间内坝后无渗水现象，坝体整体截渗较好。

5 结语

中小型水库坝体防渗方案的选择主要考虑地质条件满足防渗标准，工程造价经济等特性，选定方案应在当前的技术标准下需具有较高的可实施性，此外防渗墙实施的过程中应把好地质勘测、设计、监理、施工质量关，严格按照规范要求控制各项指标，确保工程质量。

[1]苏炳煌.低弹模混凝土防渗墙新技术在村内水库除险加固工程中的应用［J］.水利建设与管理，2014,（7）：47-50.

[2]盛洋洋.灌浆施工技术在水利工程除险加固工程中的应用［J］.水利规划与设计，2016,（6）：110-111.

[3]杜以芳.某中型水库坝体防渗加固技术探析［J］.水利规划与设计，2016,（6）：116-118.

（责任编辑 迟明春）

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1009-6159（2016）-11-0029-02

王良学（1986—），男，助理工程师