维普资讯 http://www.cqvip.com ２００８年第１８期 （总第２４０期） 企业科技与发展 ＥｎｔｅｒＤｒｉｓｅ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ＆ＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔＮ０．１８．２００８ （Ｃｕｍｕｌａｔｉｖｅｌｙ ＮＯ．２４０） 浅析中小型水库防渗墙防渗技术 何东柱 （广西柳州水利电力勘测设计研究院，广西柳州５４５００５） 【摘要】中小型水库因大坝渗漏，管涌、滑坡 涵管漏水等原因造成垮坝失事或重大险情的事故时有发生－，ｉ严重 威胁着水库工程和下游人民生命财产的安全。中小型水库防渗问题的有效处理＇对水库大坝安全运行有着重大的 现实意义 【关键词】渗漏 机械造孔；¨防渗墙 【中圈分类号】ＴＶ６２１ 【文献标识码】Ａ 【文章编号】１６７４ ｏ６８８（２０Ｏ８）１ｓ ｏｔ￣５篡Ｏ２ Ｔｈｅ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ Ｓｅｅｐａｇｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｆｏｒ Ｃｕｔ－Ｏｆｆ Ｗａｌｌ ｏｆ Ｍｅｄｉｕｍ ａｎｄ Ｓｍａｌｌ Ｒｅｓｅｒｖｏｉｒｓ Ｈｅ Ｄｏｎｇ——ｚｈｕ （Ｌｉｕｚｈｏｕ Ｗａｔｅｒ Ｐｏｗｅｒ Ｓｕｒｖｅｙ ａｎｄ Ｄｅｓｉｇｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｌｉｕｚｈｏｕ Ｇｕａｎｇｘｉ ５４５００５） 【Ａｂｓｔｒａｃｔ】Ｔｈｅ ａｃｃｉｄｅｎｔｓ ｏｆ ｄａｍ ｆａｉｌｕｒｅ ａｎｄ ｆａｔａｌ ｄａｎｇｅｒ ｈａｐｐｅｎ ｗｉｔｈ ｈｉｇｈ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｉｎ ｍｅｄｉｕｍ ａｎｄ ｓｍａｌｌ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒｓ ｃａｕｓｅｄ ｂｙ ｄａｍ ｓｅｅｐａｇｅ ｐｉｐｉｎｇ、ｌａｎｄｓｌｉｄｅ、ｃｕｌｖｅｒｔ ｌｅａｋａｇｅ ａｎｄ ＳＯ ｏｎ ｉｔ ｉｓ ａ ｓｅｒｉｏｕｓ ｔｈｒｅａｔ ｆｏｒ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ ｐｒｏｊｅｃｔ ａｎｄ ｔｈｅ ｓａｆｅｔｙ ｏｆ ｐｅｏｐｌｅ ｌｉｖｅｓ ａｎｄ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｉｎ ｔｈｅ ｄｏｗｎｓｔｒｅａｍ． Ｔｈｅ Ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｓｅｅｐａｇｅ ｉｎ ｍｅｄｉｕｍ ａｎｄ ｓｍａｌｌ ｒｅｓｅｒｖｏｉｓ，ｒｈａｓ ｓｉｇｎｉｉｃａｎｔｆ ｍｅａｎｉｎｇ ｆｏｒ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｓａｆｅｔｙ ｉｎ ｍｅｄｉｕｍ ａｎｄ ｓｍａｌｌ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒｓ． 【Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ】Ｓｅｅｐａｇｅ；Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｈｏｌｅ；Ｃｕｔ—Ｏｆｆ Ｗａｌｌ 广西现有大中小型水库４５４０余座，其中９０％以上水库的 主、副坝均为土石坝。这些水库大多兴建于２０世纪７０年代以 前，运行时问已超过３０年，工程老化，年久失修，还有不少是 “三边”工程，施工质量差，技术控制不严格，许多大坝渗水、 马道高程分别为１３７．１８ｍ、１２６．８５ｍ、１ １９．３７ｍ，马道宽１：２ｍ～ ２．６ｍ。工程于１９６０年基本建成。 ２工程存在的主要问题 主坝存在的主要问题有：坝体、坝基均存在渗漏安全隐 患。钻探取土样试验和钻孔注水试验结果表明，坝体填土含风 化碎石量较高，孔隙比较大，压实度偏低，填土渗透性较强， 坝体填土渗透系数Ｋ＝Ｉ×１０。～４．１５×１０ ｃｍ／ｓ，当库水位接近 １３８．６０ｍ时坝外坡１２７～１２８ｍ高程坝体表面出现４处明显渗水 漏水严重，存在较大隐患。中小型水库因大坝渗漏，管涌、滑 坡、涵管漏水等原因造成垮坝失事或重大险情的事故时有发生， 严重威胁着水库：［程和下游人民生命财产的安全。因此，中小 型水库的防渗处理的好坏事关水库大坝能否安全运行。 ’水库除险加固中，土石坝常用的防渗堵漏加固技术有：土 坝帷幕灌浆、人工挖孔混凝土防渗心墙、高压喷射灌浆、机械 造孔混凝土防渗心墙、膜料防渗等。本文以Ｌ市一水库工程 为例，探讨机械造孔混凝土防渗心墙技术。 点，渗湿总面积约为６０ｍｚ，渗湿面积随库内水位升高而增大， 这些渗水点均高于下游排水体棱顶高程，达不到现行规范要 求，坝体存在渗漏安全隐患；坝基以下有约ｌｍ左右的强风化 层，下伏基岩较新鲜，但十分破碎，压水试验结果，基岩透水 率在６．２～２１Ｌｕ，渗透系数为１．１×１０。ｃｍ／ｓ，属中等透水性质。 １工程概况 泗维河水库是一座以灌溉为主，结合发电等综合利用的中 型水库，位于广西融安县长安镇珠 村附近的泗维河河口上游 约５００ｍ处，水库总库容６８８２万ｍ ，有效库容２０２０万ｍ，， 坝体、坝基局部渗透系数大于规范要求。 ３防渗处理方案选择 ３．１防渗方案 根据坝体填土及坝基岩的情况，比较合理的防渗方案如下： （１）方案一：坝体及坝下土基采用机械造孔塑性混凝土防 渗墙，坝下基岩采用帷幕灌浆。具体方法是：在坝顶沿坝轴线 进行机械造孔浇筑塑砼防渗墙，墙体有效厚度为０．６ｍ；坝基帷 正常蓄水位１３８．７０ｍ，设计灌溉面积２．６万亩（约１７３４．２万 ｍ ）。坝后电站装机容量４７００ｋＷ。水库大坝为均质土坝，坝 顶高程１４６．５０ｍ，坝顶宽５．０ｍ，最大坝高４０．５０ｍ，坝顶长度 １７８．００ｍ。坝上游坡比：１３１．２０ｍ以上为１：２．５，以下为１：３， 下游坡白卜而下依次为１：２．１６、１：２．６、１：２．１６、１：３．０５， 【作者简介】何东柱（１９７９一），男，广西容县人，柳州水利电力勘测设计研究院助理工程师。 １ ４５ 维普资讯 http://www.cqvip.com 幕灌浆布置一排孔，孔距１．６ｍ，从坝顶沿防渗墙中心线预埋硬 ＰＶＣ管ＤＮＩ １０钻孔灌浆，钻孔深入坝基相对不透水层以下。 （２）方案二：坝体及坝下土基采用高压旋喷灌浆，坝下基 岩采用帷幕灌浆，先帷幕灌浆后旋喷灌浆，从坝顶钻孔灌浆。 具体方法是：灌浆帷幕中心线与坝轴线重合，高压旋喷灌浆布 置一排孑Ｌ，灌浆半径０．５ｍ，孑Ｌ距０．８ｍ，灌浆形成有效防渗体 投资小于后者约２０．８％。 ３．３结论 综合分析认为，机械造孑Ｌ塑性混凝土防渗墙与高压旋喷灌 浆防渗墙相比，工程造价少２０．８％，而且防渗效果更稳妥可 靠，因此本工程采用机械造孔混凝土防渗墙方案。 由此可见，机械造孔塑性混凝土防渗墙方案，廿丁较大幅度 厚度不小于０．６ｍ；坝基帷幕灌浆孑Ｌ布置一排孑Ｌ，孑Ｌ距１．６ｍ， 钻孔深入坝基相对不透水层以下。主要工程量和直接工程投资 见表１．． 表１ 坝体和坝基防渗方案投资比较表（相同部分未列入） 序号 项 目 名 称 单住 工程量 单价（元） 地减少水泥的用量，有效地降低了工程造价，且防渗效果更稳 妥可靠。 ４结束语 ４４７．１１ 工程费（万元） 机械造孔塑性混凝土防渗墙方案 国外白２０世纪６０年代末开始采用塑性混 凝土作为防渗墙墙体材料。智利的科尔本（Ｃｏｌ— ｂｕｍ）心墙土石坝高１１６ｍ，防渗墙使用翅性混 凝土，配合比为每立方米塑性混凝土用水泥 ７５ｋｇ，人工砂和砾石１４８ｋｇ，黏土１２１ｋｇ，嘭润 土１９ｋｇ，水４２３ｋｇ。拌和物坍落度在１７．８～ ２２．９，混凝土的无侧限抗压强度Ｒ７＝０．２５ＭＰａ， １ ２ 塑性混凝土防渗墙造孔 混凝土防渗墙浇筑（厚（）６ｍ） ５９２４ ５９２４ ５２６ ２１ ２００ ３６ ３１１ ７３ １１８ ６９ ３ １ ２ 预埋灌浆管（硬ＰＶＣ管ＤＮＩ １０） 高压旋喷灌浆防渗墙方案 旋喷灌浆造孔 旋喷灌浆 ３７０９ ７８６０ ７１４５ ４５ Ｏ０ １２１ ４８ ６５６１５ １６ ６９ ５６４ ３１ ９５ ４９ ４６８ ８２ ３．２防渗方案的优缺点 机械造孑Ｌ塑性混凝土防渗墙的优点是防渗效果最为稳妥 可靠，防渗墙寿命长，首先是因为防渗墙是在造成完整的槽 孔并有可靠的接头条件下浇筑？昆凝土的；其次是因为在造孔 Ｒ２８＝１．４ＭＰａ，Ｒ９０＝２．２０ＭＰａ。２８ｄ龄期的三轴试验成果为 ：０，Ｅ＝３００ＭＰａ； ０．５，Ｅ＝６４０ＭＰａ，该墙的防渗效率为 ９９．８％。日本奥只见坝的防渗墙采用膨润土塑性混凝土，其变 形性能与冲积层地基十分相近，现场试验结果表明，墙体与周 围土体的相对沉陷仅差几个毫米，结构稳定性非常好。同一时 期，我国也开展了对塑性混凝土的研究，ｆＨ由于当时的旧情未 能推广应用。直至１９８９年在福建水口水电站丰嗣堰防渗墙首 过程中，泥浆的渗透和泥皮的存在，形成了一个附加的隔水 层；再次是因为防渗墙的工序检验和最终检验方法相对成 熟。缺点是施工机械体积较大，需要临时加宽坝顶并建施工 平台。 高压旋喷灌浆的优点是施工简单，速度快；缺点是坝体填 上为黏性上，黏粒含量大，为高塑性填土，压实度 均匀，内 次应用成功，随后在许多 程中推广。刁 部存在松散软弱夹层及透镜体，影响喷射直径，钻孑Ｌ偏差也会 参 考 文 献 ［１］广西柳州水利电力勘测设计研究院． Ｌ市Ｌ县泗维河水库除险加 固工程初步设计报告［Ｒ］．２００８． ． ［２］高钟璞．大坝基础防渗墙［Ｍ］．北京 中国电力出版社．２００（）影响桩体的搭接效果，因而帷幕体的连续不易保证，又缺少快 速可靠的检查方法。 直接丁程费：机械造孔混凝土防渗墙方案为４４７．１ １万元． 高压旋喷灌浆方案为５６４．３１万元。从¨Ｌ程造价来比较，前者 （上接第１４４页） ［责任编辑：黄庆发］ 全性评估，并根据监测结果反馈的信息来修正设计、调整方案 和采取措施，以确保基坑工程的安全与稳定。 （４）水是基坑边坡失稳的重要隐患，它既能降低土体的抗 须要编制应急处理措施和准备充足的抢险预备材料，并安排人 员２４小时值班巡视，一旦发现险情能够立即处理排除。 （６）基坑肝挖前要做好技术、组织、材料、劳力、协调等 剪强度，又会产生水压力。在基坑开挖过程中，土层滞水、砂 土中的微承压水、裂隙水、承压水、管道漏水、地面排水、雨 水等处理不当，都会给边坡支护和周围建筑、管线带来危害。 此，不仅应特别注重选择地下水的处碑方式、基坑边界和周 围地面的降排水措施，以免引起地面沉降，给周边建筑及管线 造成破坏，还要注意地下管道渗漏和边坡土体裂缝的处理，避 免漏水、渗水进入坑内造成边坡失稳或囚边坡含水量过大引起 滑坡。 各方而的准备工作，基坑开挖时能够集中各种资源，以最快的 速度进行施 。基坑开挖全设计标高后，婴及时组织基槽验 收，及时浇注混凝土垫层和进行后续ｌ 的施Ｉ．，要减少基坑 暴露的时间，基础施１ 完毕后臻及时组纵基础结构验Ｉ恢，及时 进行土方回填。勿 参 考 文 献 ［１］Ｊｑ１２（卜９９，建筑基坑支护技术规程［ｓｊ． （５）加强对基坑运行期间的管理。严禁在基坑周边和附近 ［２］ＣＥＣＳ９６：９７，基坑土钉支护技术规程 Ｓ］． 堆放重物、来回跑重车，并应保证施工过程不对边坡整体面或 基坑周边造成破坏，以免造成基坑失稳事故。基坑ｊ二程施上必 ［３１ ＧＢ５０３３０￣００２，建筑边坡工程技术规范［ｓ］． ［责任编辑：蒙薇］ １ ４６