水电站大坝基础防渗处理设计分析

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1、水电站大坝基础防渗处理设计分析　　摘要：目前，我国有许多水坝和堤防需要进行防渗处理设计，而不同的设计方案都有相应的施工工艺、优缺点以及适用范围。在工程实践中，需根据综合防治技术与工程的实际情况进行选择，实现科学、经济、合理设计和施工。本文对某水库大坝防渗处理设计进行分析探讨，仅供参考。　　关键词：水库大坝；防渗处理；设计分析　　中图分类号：S611文献标识码：A　　一、水库大坝概况　　某水库大坝位于长江流域某一支流水系，控制径流面积50km2。水库原设计总库容约300×104m3，其中防洪库容25×104m3，兴利库容275×104m3。水库排灌干渠渠道全长km。　　目前灌区的水利工程仍以

2、土质明渠为主，渠系水利用率低，且经几十年的运行，现已存在严重的淤积、塌岸现象；部分渠段过水断面被挤占，严重影响输水渠道的正常运行。灌区对水资源的需求量随经济的不断发展、人民生活水平的提高呈日趋增大的趋势，与现供水能力之间的矛盾更加突出。　　二、工程布置　　1、工程总体布置　　该水库大坝排灌干渠渠道全长km，控制灌溉面积×104hm2。本次工程计划对干渠后段km进行处理，里程8+000～9+600。干渠渠首设计流量m3/s，实施段设计流量m3/s，干渠控制灌溉面积×104hm2，本期项目受益面积为×104hm2。　　2、明渠工程布置　　水库大坝排灌干渠由于建设时间较早、沟线较长、沿途地质情况

3、复杂，加之大部分渠道断面未衬砌，渠道破损严重、渗漏量大、过水能力低。据水库运行管理人员实测，渠道水利用系数仅为30%～38%，对水资源形成了极大的浪费。　　渠道分段设计说明如下：　　里程8+～8+段　　段长400m，断面为梯形断面，衬砌边坡坡比为1∶1，底宽m，5年一遇的设计流量为m3/s，底坡1/100，设计水深m，边墙采用浆砌石衬砌，衬砌厚度30cm，边墙顶部采用10cm厚C15混凝土压顶，底板不衬砌。　　里程8+～9+段　　段长600m，断面为梯形断面，衬砌边坡坡比为1∶1，底宽m，5年一遇的设计流量为m3/s，底坡1/200，设计水深m，边墙采用浆砌石衬砌，衬砌厚度30cm，边墙顶

4、部采用10cm厚C15混凝土压顶，底板不衬砌。　　里程9+～9+段　　段长600m，断面为梯形断面，衬砌边坡坡比为1∶1，底宽m，5年一遇的设计流量为m3/s，底坡1/100，设计水深m，边墙采用浆砌石衬砌，衬砌厚度30cm，边墙顶部采用10cm厚C15混凝土压顶，底板不衬砌。渠道开挖的土石方回填至渠堤两边，河堤内回填边坡1∶，外边坡1∶，顶宽m，渠道直线段每25m设置一条m×m的浆砌石固床梁，弯道段每25m设置一条m×m的浆砌石固床梁。边墙设置排水孔，孔径10cm，孔距m，梅花形布置。　　3、渠系建筑物布置　　根据设计人员现场调查，结合灌区实际需要情况，对渠道配套渠系建筑物。干渠沿线配套

5、建筑物主要有：节制闸2座，放水闸4座、交通桥1座、各种型式的人行桥共计6座、清淤踏步2座。共计15座。节制闸布置参数见表1。　　三、水库大坝防渗处理设计　　混凝土防渗墙布置在坝轴线上游坝脚处。防渗墙顶部埋入坝脚，底部需要穿透深层的砂卵石层，打入相对不透水层。坝基为黏性土、砂性土、碎石土及坚硬岩石多层构造，其间砂卵石层下散布有黏土层，渗透系数较小，可作为相对隔水层。为减少工程量及施工难度，在黏土层较厚部位，防渗墙下端打入黏土层内不小于m，黏土层较薄的部位需要将防渗墙嵌入基岩。防渗墙平均深度为62m，墙体厚度m，混凝土强度为C15。　　1、天然铺盖渗透稳定分析　　库区最低点的高程为m，校核洪水

6、位为m，因此黄土状壤土层所承受的最大水头为m。依据《碾压式土石坝设计规范》规则，斜墙的容许渗透梯度为5，心墙的容许渗透梯度为4。实际上，防渗体的容许渗透梯度视土的性质不同而异，轻壤土为3～4，壤土为4～6，黏土为6～8。通常控制防渗体的容许渗透梯度为5～6。因而，从渗透稳定性考虑，库区高程较低部位，天然铺盖小于m的处需要做防渗处理，才能确保防渗层的渗透稳定。　　2、库区处理前后渗漏量分析　　在确认土工膜防渗处理的范围时，需要从投资和防渗效果两个方面考虑。防渗处理范围小，则不能到达预期的防渗作用，处理范围过大，将会增加投资。当只对天然铺盖厚度小于的区域铺设土工膜，正常蓄水位状况下，渗漏量仍达

7、×104m3/d，渗漏量太大，防渗作用不明显，对天然铺盖厚度小于m的区域铺设土工膜，需要土工膜面积为×104m2，渗漏量为×104m3/d；当铺设土工膜的规模扩大到天然铺盖厚度小于m的区域时，渗流量为×104m3/d，铺设土工膜面积增大到×104m2。在正常蓄水位m的状况下，库区铺设土工膜防渗后，渗漏量仍很大，为×104m3/d。考虑到水库蓄水达m的状况较少，且持续时间很短，而库水位大多数状况下维持在40m以下。在库水位