平原水库筑坝技术及防渗问题

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1、平原水库筑坝技术及防渗问题-水利施工1、筑坝材料选择及筑坝技术问题　　平原水库一般为均质土坝，土料选用当地黏土或粉质黏土，但由于平原水库土坝设计断面较大，还需用大量的外运土。往往水库库区表层黏土或粉质黏土厚度较薄，下部为渗透系数较大的粉细砂，厚度较厚，因而上部的黏土不能全部取走，否则细砂出露，水库易出现较为严重的渗漏问题。天然土壤是既复杂而又多种多样的材料，在大体积筑坝中，首先选的是分布广且价格低廉的当地土料。但是，某些地方的土料全部或部分不符合筑坝的要求，也是常见的。因此，设计者的责任在于针对坝址附近所找到的土石料的性质进行合理

2、的设计，根据其特点可置于坝体的不同部位，必要时，也可采取一些工程措施，来解决某些方面的不足。也可以通过多种途径来改变土壤的性质，包括化学的、热的、机械的和其他的方法。但必须认识到每一种方法只能适用于某些种类的土壤。对不同土壤的改性方法如表1所示。许多工程根据其土料的实际隋况，由过去采用纯细粒土作防渗料，而走向以砾石土或软岩风化料作防渗料。一般来说用粉细砂石修筑均质土坝，其渗透系数指标不能满足工程渗流稳定的要求，但是采取一些工程措施是可以达到设计要求的。粉细砂内摩擦角为30~左右，高于一般的粘I生土，关键是如何提高其黏聚力。国外通过

3、一些工程措施，对砂土进行改陛后，甚至可以作为心墙土石坝的防渗心墙。如德国拜恩州东北部弗尔兹河上的I号心墙坝，坝高31．6m，因弗尔兹坝区土料缺乏，心墙土料只能用基岩风化而成的残积粉砂。粉砂作为防渗体渗透系数就偏大，抗冲刷能力不强，即使心墙所承受的水力梯度不大，心墙两侧也要设置较厚的反滤层。但因土料不足，心墙只能采用较薄的断面，而且坝区附近反滤料也不足。总之，由于坝区附近的天然土石料不能满足坝体抗渗要求，为加强心墙的防渗能力，而采用了水泥土心墙。　　针对无粘陛土筑坝需要很缓的下游坝坡这一点，国内外也有许多专家对粉细砂土进行改l生研究

4、，上述的掺加水泥是一种方法，其他有掺加黏土、粉煤灰等。无论采用何种方法，都是弥补粉细砂料中粉粒组(0．075～O．O05mm)和易粒组(<1．00mm环足的问题，从而提高杨细砂的黏聚力。　　20世纪80年代以来发展起来的土工合成材料应用领域广阔，特别是利用水工合成材料进行土体加筋技术已在水利、公路、铁路、港口等建筑工程上得到了广泛应用，归纳起来大致可分为支挡结构、陡坡和软基加筋三个方面。因此，可使用土工合成材料加筋粉细砂技术修筑土坝，或用土工合成材料进行软基处理。　　2、平原水库的特点　　平原水库是相对于山丘水库而言的，其一般位于

5、大江、大河下游冲击平原地区，如我国松嫩平原。这类地区地质的普遍特是表层为黏土或亚黏土，下部为砂土。由于这些地区距离海岸较劲，大部分为低洼易涝盐碱地。因受地理位置、气候、区域地质等影响，平原水库相对于山丘水库有其独特的特性。　　2．1围坝轴线较长。平原水库多为封闭多边形，与山区水库相比较，其围坝轴线要长的多。　　2．2地质条件较差。平原地区一般为冲积或洪积地层，对平原水库的建设而言，所处地理位置基本无选择性。　　2．3需水水头较低。考虑水库渗透稳定、围坝坝坡稳定、抗震设防、坝后浸没及库内蒸发等多方面因素，目前所建的平原水库蓄水深度一

6、般在5-15m。随着设计手段，施工技术等的发展与提高，平原水库的蓄水深度也逐渐加深。　　2．4筑坝土料较差。为尽量减少耕地占用，保护国土资源，平原水库多建在荒坡、废河道、盐碱地等处，且筑坝土料多取自库内，因此，筑坝土料条件较差，多为粉土、砂土、粉细砂、砂壤土或裂隙黏土等。　　2．5蒸发量较大。平原水库蓄水深度较浅，水面积大，蒸发量较大。　　3、平原水库防渗技术问题　　水库渗漏不仅直接影响到水库的正常运行，将严重的危及水库土坝的安全。由于平原水库位于江河下游冲积平原，表层为黏土或亚黏土，厚度较薄，下部为粘细砂，渗透较大，厚度较厚。因

7、此，平原水库易出现渗漏问题。解决平原水库渗漏问题，必须采取工程措施。一般来说．平原水库所处地区，不透水地基埋深较深，如采用封闭防渗工程措施造价高、施工难度大。一个较为有效的措施是采用增加渗径的方法，如采用高压喷射灌浆、垂直铺塑防渗、射水法地下连续墙等技术。　　高压喷射灌浆技术是20世纪80年代中期发展起来的一项地基处理技术，它可以加固软土地基，建造地下连续墙以达到防渗的目的。它是利用工程钻机造孔，将高压喷射灌浆管置于预计的地基加固深度、然后使浆管按设计要求凰慢上升或边升边转。管下端的高压水细流射流，对地下土层进行切割。与此同时，预

8、先配制好的浆液，由喷浆嘴喷出，使被扰动的浆体与浆液混合，凝聚固结。这种凝结的混合体被称为固结体。每孔所喷射成的固结体的形状，可以是板状或圆柱状。每个孔的固结体相交，便形成地下连续路。固结体的强度可达I-I2MPa，是理想的承载体或防渗体。用高压喷射