简述水库坝体防渗加固设计

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1、简述水库坝体防渗加固设计摘要：随着水库的使用年限增加，水库漏渗破坏现象较为严重，水库堤坝坝体防渗加固势在必行。本文结合工程实例，通过分析该工程的特点，采用了塑性混凝土防渗墙技术进行防渗加固，论述了防渗墙设计及防渗墙施工设计，对类似工程有重要的借鉴作用。关键词：漏渗破坏；防渗效果；加固；施工设计我国许多水库堤坝由于使用年限的增加，以及本身的施工质量问题，病险问题日益突出，尤以漏渗破坏现象较为严重。随着我国科学技术的高速发展，尽快解决水库堤坝的防渗加固问题，已成为当务之急。水库堤坝坝体的防渗加固技术应根

2、据不同工程的情况和条件，经过充分的比较和论证以后择优选择。1工程概况该水库堤坝工程于1975年建成，1977年10月各工程基本建成并投入蓄水运行。是一座以灌溉为主，防洪、发电、供水、养殖等综合利用的水库。工程集雨面积13.35km2，坝址以上干流河长7.75km，河流平均坡降为0.02082。现枢纽工程由堤坝、溢洪道、输水涵管和坝后电站、尾水灌渠等组成。水库堤坝为均质土坝，最堤坝高26.8m，坝长231m。2防渗加固方案比选在经过对水库现场的勘察表明：水库堤坝为均质土坝，该水库的存在主要问题是坝体浸

3、润线较高、最大逸出坡降及坝坡稳定安全系数不满足规范要求，必须进行防渗加固处理。对于水库堤坝的渗漏处理，总的原则是“上堵下排”。上堵的措施有垂直防渗和水平防渗，垂直防渗处理可以比较彻底地解决坝体渗漏问题，而水平防渗处理则必须结合下游排水减压措施，虽可保证坝体渗透稳定，但仍有一定的渗漏损失。结合本工程的防渗条件和要求，为彻底解决坝体的渗流问题，保证堤坝运行安全，处理措施宜采用垂直防渗。结合本工程实际，防渗措施可在塑性混凝土防渗墙、劈裂灌浆和高压喷射灌浆三者之中进行选择。由于劈裂灌浆的防渗效果受地方施工技

4、术和条件的限制，施工质量难以保证，故本工程选用塑性混凝土防渗墙和高压喷射灌浆进行比较。塑性混凝土防渗墙适用各种坝体及坝基，可在库水位较高的情况下进行施工，无需放空水库，施工工序较少，施工方法单一，技术成熟，质量易于控制，坝体、坝基和坝肩防渗体系结构安全可靠，投资稍大。从成墙质量和防渗效果来看，塑性混凝土防渗墙整体性最好，墙体连接密实，质量有保证，检测方便，防渗效果好。高压喷射灌浆可直接在坝顶进行，施工条件相对较好，但需在水库防空的条件下施工。高喷墙的质量受人为因素影响较大，孔深较深时，孔斜比较大时，

5、遇有较大粒径的砂卵石时，板墙连接无法保证，整体检测难度大。考虑到现状水库堤坝的防渗效果比较差，塑性混凝土防渗墙的防渗效果好、施工方法单一和施工质量易于控制等优点，本次推荐塑性混凝土防渗墙方案。3塑性混凝土防渗墙设计3.1防渗墙布置经过科学计算，本次将混凝土防渗墙布置在堤坝坝顶沿坝轴线偏上游2.0m处，混凝土防渗墙轴线与堤坝轴线平行，混凝土防渗墙从堤坝左坝肩至右坝肩全范围布置，布置轴线长度为170m。根据堤坝水文地质剖面图，堤坝中部54m长坝底为弱风化基岩。防渗墙底缘深入至坝底弱风化基岩面0.3m；堤

6、坝其他部分坝底为强风化基岩，防渗墙底缘深入至坝底强风化基岩面0．8m。根据地质钻孔资料分析计算，防渗墙最大深度61.2m。防渗墙底部均接坝基帷幕灌浆。3.2防渗墙厚度确定防渗墙的厚度应满足墙体抗渗性、耐久性、满足墙体应力和变形的要求，同时还应考虑到地质情况及施工设备等因素。由于国内防渗墙设计无规范，防渗墙的渗透计算和渗透稳定分析以及强度、变形计算尚无规范的计算方法和理论。在设计时，根据防渗墙破坏时的水力坡降确定墙体厚度(δ)，计算公式如下：式中：δhmax为作用在防渗墙上的最大水头差（m）；k为抗渗

7、坡降安全系数，一般取3～5；jmax为防渗墙渗透破坏坡降，取300；jp为防渗墙渗透允许坡降。堤坝下游最低水位为101.5m，水库校核洪水位为126.27m。经渗流计算。防渗墙上下游水位最大水头差为24.77m，经计算防渗墙的厚度为0.413m。根据国内一些已建成的混凝土防渗墙试验表明，配合比合适的塑性混凝土防渗墙抗机械破坏的水力坡降可超过300，如果采用普通混凝土的安全系数取k=5时，则jp为60。目前国外确定塑性混凝土防渗墙厚度时多采用jp=50~60。假定防渗墙承受的最大水头差与坝前水深相同，

8、计算得防渗墙厚δ=0.75～0.90m。墙体厚度最重要的两个因素为抗渗耐久性和墙体结构强度。考虑防渗墙与四周土体的相互作用，为保证防渗墙有足够的强度，参考类似工程经验，堤坝混凝土防渗墙墙体厚度确定为0.8m。3.3防渗墙渗流计算3.3.1计算工况渗流分析计算根据规范要求按以下工况进行：计算工况：①正常工作条件工况一：水库水位处于正常蓄水位124.0m与下游无水；工况二：水库水位处于设计洪水位125.41m下游无水；工况三：水库水位处于死水位108.5m下游无水；②非常