关于大坝防渗加固设计实例分析

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1、关于大坝防渗加固设计实例分析　　摘要：文章以某水坝为例，结合多年实践经验，针对水坝渗漏情况及其原因进行讨论分析，提出大坝防渗加固相关建议，并从防渗方案的选定、防渗材料及防渗墙厚度的确定、施工工艺的经济技术指标分析、施工中对防渗墙进行应力应变观测等方面展开讨论，尤其强调了坝基及坝肩的防渗加固措施。　　关键词：水库大坝；防渗设计；方案选择；施工工艺；施工观测　　1实例工程介绍　　某水库上方有27.6平方千米集雨区，主河长15.4千米，属山区河流，河道狭窄，河水流速大，扇形流域，呈不对称分布，左岸比较陡峭，右岸相对平坦，河道的加权平均坡降为1.95%，流域内的森林及草木覆盖率高于百分之九十，流域

2、内水灾发生次数很多，多为暴雨引起山洪所致，抗灾形式较为严重。　　2渗漏情况及原因分析　　2.1坝体填筑质量差　　该大坝属黏土均质坝，使用坡积层黏土进行填筑，多数部位使用低液限黏土填筑，少数部位采用高液限黏土填筑。由于黏土颗粒大小分布不均匀，从而导致土壤孔隙比、液性指数偏大，干容重较低，填筑不够密实。经检测，坝体的渗透系数为1.3×10-4至3.6×10-4cm/s，远远超过坝体防渗土料所规定的最大渗透系数1×10-4cm/s的标准，从而导致汛期水位高时出现大面积散浸情况。　　2.2排水棱体失效　　排水棱体采用白云岩块石堆砌而成，使用碎石和砂作为滤料构成过滤层。由于排水棱体体积较小，在常年使

3、用过程中排水功能逐渐减弱，使得浸润线上升，从而导致坝坡发生湿润、散浸现象。经测量，散浸汇集总量达50mL/s。　　2.3坝基、坝肩用料材质不过关　　2.3.1构成坝基的岩石风化严重。通过实地勘测，坝址区存在6个较大规模风化洞穴，位置多在坝轴线下游，从暴露出来的基岩看，洞穴多为蜂窝状空洞。坝基构筑石材为白云岩。其色浅灰，层状结构，岩层厚度较大，晶粒多为粗晶、中晶。岩体风化程度严重，已有破碎现象发生。经检测，强中风化层的下限约5到10米。进行压水试验检测，基岩顶部5到10米范围内，坝段透水率为23.5到72.1吕荣，基岩顶面10米以下透水率为9.8到11.6吕荣。压水试验结果表明，坝基、基岩表

4、层岩石风化情况较为严重，透水性强，其下部岩石大体保持完整，透水性弱。　　2.3.2岩体中存有软弱夹层带。在两岸地层层面处的长石砂岩中发现薄饼状泥岩，构成岩体重点软弱夹层带。　　2.3.3坝肩构筑土壤土质有缺陷。坝肩中发现钙化黄土状土壤与半胶结细砂，这种土壤易遭受渗漏破坏，不适合直接用作坝肩基础。　　2.4坝体填土土质不合格　　砂、低液限黏土、含砂、低液限粉土以及粉土质砂共同组成了大坝填筑土，土壤种类复杂导致土质均一性差。特别是含砂、低液限粉土和粉土质砂的渗透系数平均值分别为2.33×10-4cm/s和7.67×10-4cm/s，超出规定范围，易受渗漏破坏。　　3工程除险加固的必要性　　该水

5、库为中型水库，承担当地灌溉、防洪、发电以及养殖等职能。正式运行以来，水库始终未能正常工作，大坝坝基、坝体、坝肩渗漏等质量问题层出不穷。为保障运行安全，水库始终保持低水位运行状态。为解除安全隐患，充分发挥水库作用，需要对其除险加固，以满足下游灌溉需要，并为水库今后健康运行发展夯实基础。　　4防渗加固设计　　4.1防渗方案的选取　　在进行防渗设计时，提出了两种坝体防渗加固处理设计方案，进行比较选择。　　方案1：在大坝上游侧增设粘土斜墙　　方案简述：在大坝的下游坡高程292.5米处进行削坡处理，坡度改为1：2.5，在大坝的上游侧构筑粘土斜墙，建后坝顶宽为6米，斜墙底宽为245米，底部厚度为7米，

6、通过在砂卵石坝基上加设截水槽来增强坝基覆盖层的防渗漏能力。　　方案2：沿坝轴线设混凝土防渗心墙　　方案简述：在大坝的下游坡高程292.5米处进行削坡处理，坡度改为1：2.5，在高程的295米处开辟一条宽1.5米的马道，用来为上游坝坡整平、护坡。从坝顶开始，沿坝轴线构筑混凝土防渗心墙。为保障坝基覆盖层不被渗透，防渗墙要深达坝基基岩内一米，贯穿整个坝基砂卵石层。　　方案对比情况：如果选择方案一，由于水库已经蓄水运行已经很长时间，建设粘土斜墙需要把水库放空，不仅工作量大，影响面广，而且施工难度也非常大，需要投入大量资金。所以最终采用方案二，建设混凝土防渗心墙，该技术安全可靠，效果明显，施工相对独

7、立，对周边影响不大，广泛应用于大坝防渗加固工程中。　　4.2防渗加固设计　　4.2.1墙体材料及防渗墙厚度的确定　　使用混凝土作为防渗墙体的材料，要求渗透系数不能大于1×10-6cm/s，渗透坡降要小于60。根据周边与水库实际情况进行设计，墙体厚度设为50cm，最大渗透坡降为53.476，满足相关设计要求。按照规范要求，为保证防渗墙墙顶高程高于校核的洪水位高度，防渗墙墙顶高程设为309.5米，最大墙高约39米，墙体深入基