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1、水库大坝防渗加固设计分析胡裕明阳春市水利水电勘测设计室广东阳春529600摘要：木文对某水库大坝的防渗加固设计进行了分析，介绍了加固前大坝结构的复核情况，通过比较三种设计方案,从中选择了施工简单，施工质量易控制，造价低的方案，并以方案进行布置和设计，希望能为有关设计提供参考。关键词：水库大坝；防渗加固；设计引言随着我国社会经济的不断发展，水库大坝也越来越多。但部分水库大坝因为施工时质量控制不严格或年久失修等原因，幽现了严重的坝体渗漏问题，这不仅影响了水库的正常运行，甚至威胁到人们的生命财产安全。对此，如何合理地设计水库大坝防渗加固施工，有效解决水库土坝的渗漏问题成为当务之急
2、。1工程概况某水库集水面积30.6km2,总库容2487×102m3,其中库容1456×102m3,是一座以防洪、灌溉为主，结合供水、水产养殖等综合利用的中型水库。水库工程等级为III等，永久建筑物级别为3级，洪水标准采用千年一遇校核、五十年一遇设计。大坝坝址区地震动峰值加速度0.10g,与地震基本烈度VII度相等，需进行抗震安全的复核。在水库运行多年来，因为工程建设一直处在特殊的历史时期，一定程度上影响了工程施工质量。虽经多次加固维修，仍然存在多处严重的问题。2007年4月，水利部门组织有关专家对该水库进行安全鉴定，结论为“三类坝”，建议尽快进行除
3、险加固。2加固前大坝结构复核2.1±坝边坡稳定复核大坝为3级建筑物，按照《碾压式土石坝设计规范》(SL274・2001)的规定，采用计及条块间作用力的简化毕肖普法，计算采用STAB程序。计算断面取最大桩号0+609.30断面(最人坝高断面)。根据稳定分析计算结果(见表1),各种工况下边坡稳定均满足规范要求。方案一：多头小直径搅拌桩方案。本方案布置为沿坝轴线布置钻孔，墙体有效厚度为35cm,进入相对不透水层不小于l.Omo方案二：高压喷射灌浆方案。本方案高喷灌浆采用三管法高压摆喷方式，搭接型式为微摆型，沿坝轴线布置一排喷射孔，孔距1.60mo高压喷射灌浆在坝头分别向两岸延伸1
4、0m,以截断绕坝渗流。方案三：塑性混凝土防渗墙方案。本方案墙体允许水力梯度为[J]=60,按最大水头15m计算，采用墙厚0.3m。混凝土防渗墙分别向两岸延伸10m,以截断绕坝渗流。经比较，多头小直径搅拌桩的施工过程比较简单，施工质量易于控制，并且工程造价远低于后两个方案。因此，本次设计推荐方案一为本工程选定方案。3.2防渗方案布置在坝顶防渗墙后1.2m处布置水泥搅拌桩防渗墙，防渗墙轴线长度1118.64m,采用多头小直径搅拌桩施工成墙,墙体最小厚度0.35m。防渗墙面积1.41万m2,最大深度15.60mo墙体需穿透坝体与坝基接触带，并深入相对不透水层1.00m。对于涵洞段
5、，考虑到受涵洞加固施工的影响，该段防渗墙在开挖拆除老涵管后进行施工。新建涵管的截水环与下部及两侧防渗墙联结形成封闭的防渗体。为了防止涵管变形对防渗墙的影响，涵管在防渗墙上下游均设置变形接头。涵管上部采用冋填粘土+复合土工膜防渗，从而和坝体防渗墙形成整体。土工膜与下部及两侧防渗墙采用柔性连接。土工膜规格为二布膜(200/0.5/200)。3.3防渗墙设计3.3.1墙体厚度估算t≥H[/J]式中：H——防渗墙最大作用水头，取10.2m；J——防渗材料允许水力比降，水泥土搅拌桩取80。根据防渗墙抗渗及耐久性要求，结合搅拌桩机的钻头直径和成墙厚度，水库防渗墙厚度为0.35m,
6、满足一般平原水库的水头要求。3.3.2技术参数要求多头小肓径搅拌桩防渗墙墙体质量技术参数要求如下：(1)防渗墙体渗透系数K≤A×10-6cm/s(l≤A≤9)；(2)无侧限抗压强度R28≥1.0MPa；(3)允许渗透破坏比降J≥80；(4)垂直度不大于1/200；(5)水泥采用42.5级普通硅酸盐水泥，水泥掺入比不小于15%,浆液水灰比0.5-1.0,水泥掺入量和水灰比具体参数据现场试验确定。4.3渗透稳定计算计算方法同加固前渗透稳定计算，水泥搅拌桩防渗墙渗透系数取为l×10-6cm/so渗透稳定计算结果见表4和计算简图
7、1-4o图4加固后校核洪水位水位渗流等势线图由计算结果可知，在各种计算工况下，大坝下游坝坡最大出逸渗透坡降均较处理前减小，最人出逸渗透坡降为0.28,小于土的允许渗透坡降0.49,大坝渗透稳定满足要求。由表5推算，经过防渗处理后，防渗处理效果明显。因此，说明所采取的防渗处理方案对大坝渗透稳定和防渗是有效的，通过防渗加固处理，能够消除危及大坝安全的隐患。4.4搅拌桩防渗墙施工水库大坝搅拌桩防渗墙施工使用型号为MSMTW-53230的搅桩机，5轴，钻杆中心有孔，可注浆或注气，中心距320mm,钻头直径353-460mm
