某面板坝防渗设计及处理措施

黄永光

【摘要】我国拥有众多水库，其中混凝土面板堆石坝由于安全性、适应性及经济性良好而受到坝工界的重视，已成为一种富有竞争力的新坝型。本文结合某工程实例，介绍了某面板坝防渗设计的若干问题，如何做到把大坝渗漏隐患降到最低，达到工程效益的充分发挥。

【关键词】水利工程；混凝土面板堆石壩；防渗；帷幕灌浆

1、工程概况

工程主要由混凝土面板堆石坝、右岸溢洪道、左岸灌溉放空洞和供水工程组成。大坝最大坝高48.3m，坝顶高程731.30m，坝顶宽6.8m，坝顶长134.0m，最大坝底宽度138.8m。

大坝上游布置趾板，趾板底部高程683.00m，厚0.5m，宽度5.0m；主坝坝体填筑料的分区，从上游向下游依次分为混凝土面板（F区）采用等厚0.4m、垫层区（2A区）水平宽度3.0m、过渡区（3A区）水平宽度3.0m、主堆石区（3B区）、下游堆石区（3C区）、干砌石护坡（3D区）；周边缝下设特殊垫层区（2B区）厚度0.2m。

混凝土趾板位于上游坝坡坡脚，趾板上布置帷幕线与坝肩帷幕连接；趾板与面板、防浪墙通过接缝止水连接；一起形成完整、封闭的防渗体系。

2、大坝防渗结构设计

2.1 混凝土趾板

趾板位于上游坝坡坡脚，坐落于河床及两岸基岩，是面板的底座，也是防渗帷幕灌浆的压重板，与面板底部形成“周边缝”，两者共同组成混凝土面板堆石坝前沿防渗体。

趾板下为弱风化基岩，允许水力梯度取15，由此确定趾板宽度为5.0m，厚度为0.5m。趾板混凝土强度等级为C25，抗渗等级W10，抗冻标号F150。水泥采用425#的普通硅酸盐水泥。

趾板混凝土纵横向配筋采用单层双向布置，净保护层厚度为10cm，配筋率为0.4%。为增强趾板与地基的连接，趾板设锚筋锚固，锚筋采用直径Φ25的HRB335钢筋，间距1.5m，排距2.0m，梅花形布置，锚筋深入基岩深度为4.0m，采用高强微膨胀砂浆埋固于钻孔内。锚筋上端部做成90°弯钩与趾板钢筋牢固连接。

2.2混凝土面板

大坝最大坝高48.3m，拟定面板混凝土强度等级为C25，抗渗标号W10，抗冻标号F100。面板厚度按下式计算：

经计算：面板厚度为0.389m～0.456m，根据规范本工程面板采用0.4m等厚面板。

面板采用单层双向钢筋，含筋率为0.4%。在两端周边缝附近受拉区，面板配筋率高于中部受压区面板的配筋率，并在该范围内的周边缝和垂直缝两侧设置抗挤压钢筋。

2.3 接缝止水

2.3.1 周边缝

周边缝是趾板与面板间的永久性接缝，同时也是面板止水体系中最薄弱环节，是可能漏水的主要通道。根据规范及类似工程经验，周边缝设置2道止水：第一道止水在上游面接缝留“V”型槽，槽内放置Φ50mmPVC棒，外用波形天然橡胶止水带密封，止水带外用不锈钢罩保护，罩内充填“SR—2”柔性止水材料。第二道止水在下游面设“F”型紫铜片止水，一端埋入混凝土趾板中，另一端压在沥青砂浆垫层上。为防止施工期面板对趾板的挤压，沿缝（趾板混凝土面）粘贴12mm厚沥青浸渍杉木板，也可保护止水片在运用期的安全。周边缝PVC止水带宜用夹具与垂直缝处的底部止水连接。

2.3.2 垂直缝

垂直缝为面板分块形成的竖向永久缝，主要受张开或压缩位移。

张性垂直缝从坝顶与坝轴垂直沿坝坡面延伸，在接近周边缝1.0m处折转，垂直于周边缝。张性垂直缝采用两道止水，第一道止水在上游面接缝留“V”型槽，槽内放置Φ50mmPVC棒，外用复合板罩保护，罩内充填“SR—2”柔性止水材料。第二道止水在下游面设一道“W”型止水紫铜片，上端与防浪墙止水带连接，下端与周边缝“F”型止水铜片连接。

压性垂直缝沿坝坡面下延直接与周边缝连接，坝体沉降后，压性垂直缝呈挤压状态，相对位移较小，在底部设一道“W”型紫铜片止水，基于变形和保护需要，缝口“V”型槽内采用Φ50PVC棒，外用复合板罩保护，罩内充填“SR—2”柔性止水材料。

2.3.3 防浪墙伸缩缝

防浪墙伸缩缝为防浪墙之间的垂直缝，内设一道紫铜止水片，与防浪墙底部铜片止水连接构成封闭的止水系统。防浪墙与面板间水平缝设顶、底两道止水，底部采用“F1”型和“U”型止水铜片，顶部采用柔性填料止水。

2.3.4 放浪墙底缝

防浪墙底缝为防浪墙底部与面板顶部的接缝之间的垂直缝，设置2道止水：第一道止水在上游面接缝留“V”型槽，槽内放置Φ50mmPVC棒，外用波形天然橡胶止水带密封，止水带外用SR防渗盖片保护，盖片内充填“SR—2”柔性止水材料。第二道止水在下游面设“W”型紫铜片止水，一端埋入混凝土面板中，另一端压在放浪墙下。“W”型紫铜片止水下设水泥砂浆垫层。

2.3.5 帷幕灌浆

根据坝址区工程和水文地质条件，为减小坝基及绕两坝肩的渗漏量，在趾板地基及两坝肩基岩内进行帷幕灌浆。

帷幕灌浆材料采用425#的普通硅酸盐水泥。坝基趾板灌浆重点为封堵浅层发育的裂隙、趾板开挖产生的裂隙、趾板与基岩间接缝部分，灌浆时为避免抬动趾板，灌浆压力以现场试验为准。岸坡段帷幕灌浆采用自上而下分段灌浆的方法施工，帷幕灌浆孔应分序并逐步加密，以保证灌浆质量。

3、结语

通过上述防渗处理，防渗墙结合帷幕灌浆的防渗体系不但改善了坝体渗流的边界条件，而且起到了很好的防渗作用，达到了设计效果。

参考文献：

[1]张伟.水利工程中防渗施工工艺探讨[J].科技风，2010，（10）：206.

[2]中华人民共和国水利部.SL228-2013混凝土面板堆石坝设计规范（S）.

[3]中华人民共和国水利部.DL/T 5115-2016混凝土面板堆石坝接缝止水技术规范（S）.

[4]曾红.水工建筑物接缝止水设计探讨[J]，黑龙江水利科技，2014，（42）：79.