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1、三河水库库区防渗处理方案探讨河南东方水利勘察设计有限责任公司河南济源459000摘要：以济源市三河水库防渗处理为例探讨了水库库区防渗处理的方法，提出了粘土覆盖防渗，土工膜斜坡防渗方案以及高压摆喷垂直防渗墙方案三种方案，从防渗效果、施工难度及经济合理性等方面分析了三种方案的优缺点。研宄表明三种方案均能够有效的解决库IX:渗漏问题，但应根据水库的具体情况选择对应的方法。通过综合分析比较，采用高压摆喷垂直防渗墙方案，并论证分析该方案的可靠合理性。关键词：库区防渗；粘土覆盖；土工膜；垂直防渗墙1.工程概
2、况济源市三河水库位于河南省济源市思礼镇境内，蟒河支流塌七河下游，水库于1956年4月兴建，同年9月完工。设计总库容225万m3,校核水位181.56m,兴利库容89.77万m3,兴利水位179.36m。水库工程主要由大坝、溢洪道、输水管等建筑物组成。2地质条件库区地貌单元济源盆地内的塌七河与两岸阶地，河床断面呈“U”字形，库区河谷宽一般在150〜300m左右，库区出露地层主要为第四系全新统、上更新统冲洪积形成的松散沉积物。河床表层为含砾低液限粘土，K=9.56×10-5^1.37&t
3、imes;10-4cm/s,—般属弱透水性，库区上游层厚一般为1.0〜2.0m，靠近坝址处层厚一般为2.0〜9.0m;中层为级配不良砾，母岩成分主要为石英岩、砂岩等，层厚一般为1.5〜2.5m，K=2.51×10-2〜5.22×10-2cm/s,属强透水层；下层为棕黄色局部夹含细粒土砂夹层，K=6.84×10-5^6.25×10-5cm/s,属微〜弱透水性。主要分布在河谷两岸阶地地层的底部及河床地层的底部，为相对隔水层。3渗漏原因分析2015年前库
4、区不存在渗漏现象，2015年三河水库为增加水库库容，对库区中后部库底进行了开挖，最大开挖深度3m,之后水库开始漏水，蓄满水后28天左忘基本渗完。由以上现象和地质资料分析可知，库区扩容开挖施工将库区内的天然防渗铺盖层含砾低液限不透水层挖穿破环，造成库区强透水层配不良砾层直接出露，库水渗入强透水地层，补给到库区地下水中，随地下水通过地下径流方式向下游排泄，致使水库渗漏情况严重。4库区防渗方案比较针对三河水库地层分布情况及渗漏原因分析，提出3个设计方案：1、粘土层覆盖防渗；2、土工膜封闭侧向漏水通道，
5、粘土覆盖；3、高压摆喷垂直防渗墙形成封闭防渗区域。4.1粘土覆盖防渗根据工程地质资料分析，水库大坝附近的不透水覆盖层平均厚度为2〜9m,上游未开挖前的不透水覆盖层平均厚度为1.0〜2.0m;也就是说，库区下游表层不透水层未被破坏，对开挖破坏的库区进行恢复补强。对不透水层厚度小于2.0m的外漏区域进行粘土层覆盖，形成隔水封闭水库，保证防渗要求。施工过程中，采用分层碾压，控制最大干容量和最优含水量。土料压实标准要根据当地土料用击实仪进行击实试验来决定。4.2土工膜斜坡防渗方案根据地质勘察情况，库区只
6、是中间有2.0〜2.5m厚的强透水层与外部联通，形成渗水通道，而下部为相对隔水层，该水库为侧向漏水，因此进行复合土工膜斜坡防渗可以冇效治理库区渗漏情况。沿库区岸坡进行大开挖，然后铺设防渗土工膜，土工膜底部高程低于级配不良碌透水层lm,顶部高程高于透水层lm，铺设完后采用0.5m厚粘土进行覆盖。4.3高压摆喷垂直防渗墙方案与土工膜斜坡防渗方案防渗原理一致，采用的方法是高压摆喷形成垂直防渗墙来截断防渗通道。沿库区岸坡进行高压摆喷灌浆，钻孔过程中注意观察透水层高程，摆喷灌浆部位底部深入不透水层0.5m
7、,顶部高于透水层0.5m，成墙有效平均厚度≥0.20mo4.4方案比选比较分析可知：①粘土覆盖防滲。防滲面积为14万m2,需要粘土28万m3,总投资约560万元。施工工艺简单，投资大，占用库容，土料需要量大，施工时要严格控制碾压质量，对施工要求严格。②土工膜斜坡防渗方案。防渗面积为1.9万m2,需开挖土方开挖9.7万m3，土方回填6.7万m3，投资估算300万元（不包含临吋导流费用）。该方案施工工艺较为简单，施工质量容易控制，防渗效果较好，投资也较小。但因地下水水位影响，开挖难度较大，导流
8、费用不能确定，很可能因丰富的地下水因素致使投资远远超过预期，且施工工期较长,受自然环境影响较大。③高压摆喷垂直防滲墙方案。平均钻孔深度9m,平均灌浆深度3m,总投资420万元。该方案防渗效果好，工期较短，虽然是隐蔽工程，但防渗墙深度较浅，施工质量相对容易控制，且受自然环境制约较少。通过综合分析比较，采用高压摆喷垂直防滲墙方案。5高压摆喷垂直防渗墙方案设计沿库区岸坡顶部开始布置高压摆喷垂直防滲墙。左岸桩号为0+000-1+206,右岸桩号为0+000-1+053,共计布设长度为2259m。共计需造
