塑性混凝土垂直防渗墙在田村水库除险加固工程中的应用

高 波，田 赟，孙 凯，李天虎，姚 猛

（1.山东省新泰市水务发展中心，271200，新泰；2.山东省新泰市田村水库管理服务中心，271200，新泰；3.山东省新泰市水利局，271200，新泰；4.山东省新泰市河道管理保护中心，271200，新泰）

山东省新泰市田村水库建成于1979年5月，位于新泰市禹村镇田村南，柴汶河支流禹村河上游，是一座以防洪为主兼顾灌溉、养殖等综合利用的中型水库。40年的运行中，水库大坝、溢洪道、放水洞等建筑物存在严重的工程质量问题，大坝抗滑不稳定，坝坡存在渗透变形隐患。2016年4月水利部大坝安全管理中心核查认定大坝为三类坝，急需进行除险加固，以发挥其综合效益。

一、塑性混凝土墙垂直防渗是除险加固的核心内容

新泰市田村水库除险加固工程总投资2 782.66万元，建设工期为10个月，工程于2018年12月26日开工建设，2019年9月30日完成除险加固工程。大坝为壤土均质土坝，大坝主要加固内容为塑性混凝土墙垂直防渗、上游修坡与护坡、重置反滤层、下游修坡与护坡、重建坝后排水设施、坝顶改建安全防护墙、放水洞拆除以及新建竖井和混凝土箱涵洞身。塑性混凝土墙垂直防渗是解除水库渗透变形隐患的核心内容，关系水库除险加固的成败。

塑性混凝土墙垂直防渗采取地下连续墙成槽液压抓斗成槽，再浇筑一定厚度素混凝土防渗墙，形成阻水面积，达到防渗目的。塑性混凝土墙轴线位于坝顶，距新建防浪墙中心线2.25 m，桩号0+080—0+784，共布置97个孔，总深度1 808 m，墙顶高程186.70 m，墙底高程穿过全风化层进入强风化层0.5 m，墙厚应满足墙体抗渗性、耐久性、应力和变形的要求，经测算取0.4 m。防渗墙施工以黏土泥浆固壁，冲击钻配合液压抓斗“两钻一抓”成槽，在坝体内连续造孔成槽，在泥浆下采用直升导管法浇筑混凝土而建成。

二、防渗墙性能检测

在防渗墙施工过程中对混凝土扩散度进行检测，并对混凝土现场取样，制作标准弹性模量试块和渗透系数试块，标养至28天龄期进行室内试验，检测结果见表1～3。

在防渗墙施工完成后抽检渗透系数2组，通过注水试验计算渗透系数，经检测渗透系数达到设计要求（不大于1×10-6）。检测结果见表4。

表1混凝土扩散度检测结果统计

表2混凝土弹性模量检测结果统计

表3混凝土渗透系数检测结果统计

采用高密度电法，沿墙体轴线对该段防渗墙进行连续性检测，通过对原始数据处理、反演软件计算，得出电阻率解释图，解释如下：桩号0+269—0+458段防渗墙探剖面在墙体深度范围内未见明显视电阻率异常区域，分析认为防渗墙墙体连续。

现场对坝基防渗墙进行施工过程抽检，共检测3个孔的施工质量，检测结果见表5。

抽检防渗墙施工参数、防渗墙渗透系数、防渗墙连续性等检测结果满足规范及设计要求。

表4渗透系数检测数据

表5防渗墙施工检测记录

三、水库运行效果

2019年9月30日完成新泰市田村水库除险加固工程，目前已经过一个汛期运行，蓄水位达到历史最高，坝下游已没有渗水。除险加固后，农业有效灌溉面积1.0万亩（1亩=1/15 hm2，下同），多年平均向周边村庄供水31.6万m3，供水保证率达到90%。保护下游禹村镇和楼德镇，保护范围内有5.5万人和3.5万亩农田、磁博铁路、枣徐公路及循环经济产业园等，对维护当地经济社会健康和可持续发展、保护国家和人民生命财产安全具有重要作用。

四、结 语

通过塑性混凝土垂直防渗墙在新泰市田村水库除险加固工程中的应用，效果证明塑性混凝土垂直防渗墙可很好地解决水库防渗问题，这为山丘区大中小型水库除险加固提供了借鉴，尤其对坝体土料混杂、碾压程度差、坝体内部存在软弱带，防渗性能不满足规范要求的坝体具有较好效果，同时具有投资省、易施工、效果好的优点。