水库除险加固工程大坝渗漏分析以及坝体防渗设计方案的综合比选

2016-08-16肖春来

大科技 2016年17期

关键词：罗源除险坝基

肖春来

（邵阳市水利水电勘测设计院湖南邵阳 422000）

水库除险加固工程大坝渗漏分析以及坝体防渗设计方案的综合比选

肖春来

（邵阳市水利水电勘测设计院湖南邵阳 422000）

小型水库除险加固工程在近几年的水利工程中广泛开展，这些水库大坝基本上为土石坝，其数量庞大，由于当初建设时技术手段缺乏，经过多年运行，大坝存在不同程度的基础以及坝体渗漏，同时除险加固后大坝设计标准也有了提高，为研究大坝的整体防渗，本文结合分析罗源水库大坝的渗漏状况，对工程进行防渗加固设计方案的比选，最终通过综合效果分析，选择最佳的防渗加固设计方案，希望对除险加固水库大坝的防渗加固设计有一定的借鉴意义。

罗源水库；防渗加固；设计

1 前言

在除险加固水库大坝设计施工过程中，在做好对水库大坝的渗漏分析基础上进行适当的防渗设计是极为重要的，这不仅影响水库大坝的防洪、水资源调节功能发挥，更会影响水库大坝除险加固建设质量和使用寿命。本文以坝高（25.8m）接近30m、坝体坝基均存在不同程度渗漏、灌溉为主兼具防洪功能的罗源水库为例，对除险加固水库大坝防渗设计进行探讨。

2 工程简介

罗源水库是一座以灌溉、防洪为主的小（Ⅰ）型骨干水利工程，1958年动工兴建，1960年底工程竣工，1975年扩建工程动工，1977年底建成小（Ⅰ）水库，1978年蓄水运行以来已有30余年，水库原洪水设计标准按30年一遇洪水设计，100年一遇洪水校核，除险加固设计采用30年一遇设计，300年一遇校核，水库正常蓄水位543.8m，设计洪水位545.11m，校核洪水位为545.39m，总库容215.17万m3。

水库控制集雨面积6.05km2，设计灌溉面积0.6万亩，保护耕地0.4万亩，防洪保护面积15.5万亩，保护下游两个城镇。

3 大坝填土以及坝区地层岩性

（1）大坝填筑土为灰黄色含粉质粘土、粘土，土质较杂乱，密实度差。大坝没有明显的防渗体，定义为均质土坝。

表1 坝体填土物理力学参数指标

（2）罗源水库大坝地层岩性自上而下分别有：

③基岩为寒武系下统黄灰～灰褐色硅质泥板岩、变质砂岩夹炭质板岩，广泛分布于坝址区。

4 大坝渗漏情况以及出现的原因分析

根据相关的统计，在水库大坝出险乃至垮坝的原因之中，因为超标的洪水或者是防洪标准过低占据了37～51%的比例；因为工程质量隐患和工程质量差占据了35～38%的比例；因为年久失修，管理不善占据了4～15%；其它原因占据比例4～11%。因此，我们应该重视大坝渗漏出现的原因。本文所研究的罗源水库大坝渗漏集中出现在坝体和坝基两个方面。

4.1 坝体渗漏

大坝外坡靠右侧528m高程附近有散浸面积约120m2；坝基与坝体接触带渗漏严重，出现5处渗水点，其中右侧坝体与山体接触部位2处，左侧山体接触部位1处，坝脚2处，漏水总量达6L/s。从下表可见，坝体以及接触带渗透系数较大，直接反映就是坝外坡和接触带渗漏严重。

表2 罗源水库坝体注水试验成果

原因分析：本工程大坝于1958年9月开始清基，1975年才达到现状坝高，施工存在以下特点：人工施工，基槽开挖较浅，中部未清至弱风化岩石，坝基未进行防渗处理；土料就近采挖，含水量偏高，质量较差；人工石鼓夯压，土体难以夯压密实；同时由于建设时间较长，施工结合面多，因而为坝体与坝基接触带、坝体渗漏埋下隐患。

罗源水库大坝出现坝体严重渗漏主要是因为坝体填筑的施工质量差、坝体土料质量差、接触带处理严重不足，所以坝体及接触带存在较高的渗透系数，导致在下游坝体的坡面上出现了散浸和集中渗漏点现象。

4.2 坝基渗漏

大坝坝基为硅质板岩、变质砂岩夹炭质板岩，从坝基压水试验成果表可见大坝基岩面以下5.0m左右为中等透水岩石，坝体渗漏水成为坝后积水坑的长期水源（见表3）。

5 水库大坝防渗设计方案综合选择

小型水库大坝除险加固的防渗设计应该从方案防渗效果、施工适应性、施工速度、施工条件、投资等几方面综合对比选择。

5.1 坝体防渗方案比选

根据本地区小型水库大坝防渗施工的经验，设计对本水库大坝坝体的防渗选取高压旋喷灌浆防渗和套井冲抓回防渗填两种方案进行对比，其对比情况见表4。

从表4看出，虽然高喷造价高出19万元，但综合考虑冲抓回填土料取得的难度等不利因素，高喷灌浆防渗比之于冲抓回填更适合本工程。同时，对于大坝坝基浅层基岩及接触带渗漏，采取对其进行高喷防渗处理，深入强风化基岩1.0～1.2m。

5.2 坝基防渗方案

本工程坝基防渗比较简单，直接选择帷幕灌浆。

6 结束语

一直以来，水库都是关系到国计民生的重点项目，水库大坝能否安全、稳定、持续的运行，就成为重中之重。本文通过对罗源水库大坝出现渗漏的问题进行具体的分析研究，并且通过防渗方案的比较选择，提出最符合大坝除险加固防渗需要的设计方案，能够进一步加固水库大坝，彻底消除大坝渗漏安全隐患，也希望为类似工程提供相关工程设计经验。