水库大坝防渗加固设计的分析

薛文春 林亮亮

【摘要】本文笔者根据多年经验，从某水库水坝的渗漏情况及其原因分析出发，提出了库大坝防渗加固设计的技术方案，通过对比，最后确定最佳方案。

【关键词】水库大坝；防渗设计；方案选择

一、工程基本情况

某水库大坝坝址以上集雨面积为24.8 km2，主河长为15. 2km，流域呈不对称的扇形，左岸偏陡，右岸地势稍微平坦，河窄坡陡，水流较湍急，河道的加权平均坡降是1. 95 %流域内的森林及草木覆盖率达90%以上，属山区河流，洪水大部分是由暴雨形成，流域内水灭频繁，灭情较为严重。

二、渗漏情况和原因分析

1. 坝体填筑不符合质量要求

大坝是一个勤土均质坝，以低液限勤土为主，局部是高液限勤土，填筑土 是坡积层勤土，由于土质均匀性较差，因此，易造成填土密实性达不到预期效果，且干容重差，以及造成孔隙比和液性指数偏大。

2. 排水棱体失去作用

经白云岩块石堆积，形成排水棱体，由碎石和砂组成其过滤层，由于排水棱体较小，经长期运行后，会出现棱体排水阻塞，浸润线升高等现象，以致有水渗出坝坡。

3. 坝基、坝肩问题

1）坝基处岩石抗风化能力较弱：坝址区经地质勘探发现有6个较大规模洞穴，其主要位于坝轴线下游，露头的基岩上有较多蜂窝状空洞；坝基性为浅灰色厚、巨厚层状的粗晶、中晶的白云岩，岩层风化破碎，强中风化层的下限约5—10 m，经压水试验结果分析，坝基、基岩表层岩石风化破碎且透水性强，其下部岩石基本完整，为弱透水岩层。

2）泥岩夹层处呈薄饼状：长石砂岩中夹薄层泥岩，主要是沿地层层而出，且在两岸处均有发现，这就形成了岩体中的软弱夹层带。

3）壩肩钙化黄土状壤土与半胶结细砂存在渗漏破坏的可能，不宜直接用作坝肩基础。

4. 坝体填土

大坝填筑土主要有含砂、低液限勤土、含砂、低液限粉土以及粉土质砂，各类土质混杂式的填筑，就导致土质均一性较差。其渗透系数偏大，没有满足规范的要求。

三、防渗加固设计

1. 选择防渗方案

对比以下2种坝体防渗加固处理设计方案。

1.1 方案1：在大坝上游侧设置勤土斜墙

方案简介： 在大坝的上游侧设置宽24. 5m、底部厚7m、顶宽6m的勤土斜墙；在大坝的下游坡292. 5m位置将坡度放缓至1：2.5；为降低坝基覆盖层渗漏情况，在砂卵石坝基设置截水槽。

1.2 方案2：沿坝轴线设混凝土防渗心墙方案

方案概况：同上方案将下游坝坡培坡放缓至1：2.5，在高程的295 m高程处设一马道，宽为1. 5 m，为上游坝坡整平、护坡。自大坝坝顶顺坝轴线的方向设置混凝土防渗墙，防渗墙

要贯穿坝基砂卵石层且要深入基岩lm，以截断坝基覆盖层的渗漏的途径。

勤土斜墙式的方案，工程造价高、施工难度大，而且水库必须放空，因此，初于库区多年蓄水的考虑，这次选择混凝土防渗墙方案，来加固处理大坝坝体防渗，该方案施工简单、而且安全可靠，直观性强，已被广泛应用。

2. 设计防渗加固

2.1 墙体材料及防渗墙厚度

防渗墙体的材料为混凝土，基本要求是：k不小于1 x10-6cm/s；J允许小于60。

根据水源头、水库地质条件以及已建的工程情况，设计墙厚为50 cm，其防渗墙的最大渗透坡降J= 53. 476 <[J]=60，满足其设计基本要求。

墙顶高程设计为309. 5m，以满足规范中防渗墙墙顶高程大于等于校核的洪水位的要求，另外，防渗墙伸入基岩到1m，其最大墙高设计为39m，以达到设计要求。

2.2 合理选择防渗墙施工工艺

我们要结和适用条件、经济性原则、质量要求、成墙技术原理等各方面的因素，合理选择防渗墙施工工艺。大坝混凝土墙墙体厚度50cm，最大墙深是39m，根据我国现在的成墙工艺，同时结合其它工程的 实践经验，我们从经济和技术上对比分析了3种可行的混凝土防渗墙的施工工艺，如表1所示，3种方案的主要技术参数和经济指标。

从表1可以看出，液压抓斗一方案的造混凝土防渗墙造价较为适中，成墙质量也可靠，检测也方便，易于对工程进行控制。因此，从安全、可靠以及经济的角度出发，再根据本工程的地质状况，借鉴一些类似工程实践经验，本阶段的设计较适宜采用液压抓斗一造混凝土防渗墙方案。

四、结语

该水库大坝防渗加固设计要结合当地发展实际，并充分考虑国民经济部门近期和远景计划对本工程的要求。防渗加固设计在充分满足工程安全、经济合理和技术先进的前提下，统筹考虑工程施工、工程维护、管理方便、与周围环境协调等各方面的因素，力争做到安全、经济、实用、节能、环保。