摘要：許多水庫的土壩由于質量問題，造成壩體出現(xiàn)透水現(xiàn)象，水庫在蓄水之后，壩體或壩基會出現(xiàn)滲流，滲流對壩體會造成極大的破壞，也存在安全隱患。因此通常會應用防滲墻來出來處理壩體滲流問題，本文主要探討防滲墻在水庫滲流破壞除險加固設計中的應用。
關鍵詞：防滲墻；水庫滲流；除險加固
水庫滲流破壞現(xiàn)象發(fā)生率較高，因此，在水庫除險設計中要高度重視土石壩的滲透破壞，水庫滲流防止措施之一就是混凝土防滲墻。下面將結合具體的水庫工程對防滲墻在水庫防滲除險加固設計中的應用進行研究。
一、工程概況
燕山水庫地處淮河流域，位于澧河上游的甘江河上。該水庫被選為南水北調中線引漢工程的反調節(jié)水庫之一，并被認定為淮河流域的防洪大型水庫。水庫工程的一期壩高和總庫容分別為1170.7m、9.6×108 m3，二期工程壩高和總庫容分別為129.0m、23.8×108 m3，是以土石壩為壩型。
該水庫壩址區(qū)存在的主要地質問題為河槽段壩基滲透變形與壩基滲漏。壩基頂部是以厚度為8～13m的Q4和Q3卵石混合土層覆蓋。據(jù)資料顯示，該覆蓋層的類型為管涌土，其管涌臨界比降為0.10～0.12卵石層之下存在大規(guī)模順河斷層的安全隱患，斷層寬帶為140～150m，破碎帶構造巖具有較為復雜的巖性，主要為灰?guī)r角礫，膠結輕微以巖粉、泥質為其主要的膠結物。局部寬達500m處皆受斷層影響。因此，破碎帶和其周邊受影響區(qū)域均存在嚴重滲流及滲透變形。該水庫主要采用防滲墻對滲流破壞除險加固。
二、防滲墻在水庫滲流破壞除險加固設計中的應用
�。ㄒ唬┏U加固方案設計
根據(jù)相關安全鑒定結論，將防水墻的厚度確定為0.4～0.8m。然后根據(jù)模型及參數(shù)等計算出防滲墻合適的厚度，從而以此確定最小的打入深度。
采用二維有限單元對壩基的穩(wěn)定滲流情況加以模擬，根據(jù)模擬對機構進行優(yōu)化設計。以兩個垂直與壩軸線的面為計算剖面，各剖面均在河槽內部。評價壩基是否滲透變形是根據(jù)模擬結構而定的，并通過模擬結果對安山巖地帶單塊流量進行計算，最后確定壩基的主滲流量。具體剖面滲流計算如圖1、圖2所示。通過剖面射流場模擬結果，計算出刨面所代表區(qū)段的壩基單寬滲流量。以壩址區(qū)的地層分布情況，用兩個區(qū)段來劃分河槽，并對兩區(qū)段類的單寬流量進行計算，估算壩基主要滲流量。在打入防滲墻后，防滲墻底部會產(chǎn)生集中水力比降的現(xiàn)象，防滲墻底部水力比降隨防滲墻深度的加大呈現(xiàn)先大后小的趨勢。在防滲墻打入Q3卵石混合土層底部時出現(xiàn)峰值。結合滲流量變化以及水力比降變化可知，4m厚的防滲墻防滲效果為最佳厚度，遠比0.8m厚的防滲墻防滲效果好。但由于考慮到經(jīng)濟性，最終確定防滲墻的厚度為0.8m，破碎帶的打入深度為5m。
防滲墻底部水力必將隨防滲體深度變化曲線
�。ǘ⿵秃擞嬎惴浪畨Φ姆�(wěn)定性
該壩基滲透破壞類型為管涌破壞，現(xiàn)場做管涌試驗，最大、最小及平均管涌比降分別為0.341、0.048、0.1428，安全系數(shù)采取2倍，允許的滲透比降最大、最小、平均分別為0.157、0.024、0.07，最后取平均小值為0.087。最后結合地層結構，將0.08確定為允許的滲透比降。
采用滲流穩(wěn)定分析軟件對壩體、壩基的防滲墻滲透穩(wěn)定性進行計算，確定混泥土防滲墻可延伸位置。本次設計中防滲墻翻身范圍為樁號0+806～0+954.8m，共長為158m，大壩上游距壩軸線11m處為防滲墻中心線。防滲墻頂高為1086m，底部深入基巖5m，墻厚為0.8m。每槽孔長8.6m，槽孔數(shù)量為16。防滲墻澆注采用C10黏土混凝土。為了使混凝土質量合格，其必須具備以下條件：防滲墻設計墻厚0.8m，導向槽高為1.6m，導向槽開口寬度為1.2m，槽內以黏土回填，導向槽高程與施工平臺相同，確保導向槽的平整順直，孔位可允許一定的偏差，主副孔的孔斜率應控制在0.4%以內。混凝土的技術指標應到達規(guī)范要求：混凝土的強度、抗?jié)B標號、彈性模量、混凝土入孔時的坍落度、擴散度分別為8.0MPa、W6、1.25×104～1.85×104、18～22cm、34～38cm。混凝土的最大骨料粒徑應控制在4cm以內�；炷恋哪酀{采用的是西山黏土，造孔泥漿的粘度及比重分別為18～25s、1.1～1.2.含水量應控制在5%以內，穩(wěn)定性應控制在0.03以內，膠體率應在96%以上。混凝土失水量為20～30mL/min，1分靜切力與10分靜切力分別為20～30gm/cm3/50～100mg/cm3，PH值為中性偏堿性。在凝土防滲性配比上，應以已實施防滲墻的資料為依據(jù)，本次防滲墻的材料中的水泥、水、砂、大石、小石、引器劑、黏土分別為268kg、197kg、856kg、418kg、418kg、3.89kg、89kg。在施工前應對這些材料做好配比，并通過實驗對配比進行調整。
三、防滲墻質量控制措施
為了使水庫滲流破壞除險加固中的防滲墻達到應用的效果，因此必須對防滲墻進行質量控制，首先對于建設單位而言，應建立完善的質量控制系統(tǒng)，各參建單位應嚴格按照有關技術規(guī)范及設計文件等進行規(guī)范操作。在施工過程中，實行責任制，對工程質量問題應引起足夠重視。做好施工前的準備工作，在施工過程中應加強監(jiān)督管理，在竣工后，應對每一項目進行嚴格的檢測，確保工程質量合格。防水墻質量控制的關鍵點為：在造槽孔時應采用沖擊鉆機，槽孔底部鉆入基巖的深度必須達到設計的要求，在造孔完成后，對造孔的空位、孔寬、孔斜、孔深等進行全面檢查，確保均合格后才能進行清孔換漿，并檢查清理后的孔，最后注意做導管試驗。
結束語
水庫會因許多地質及工程質量的原因造成滲流，因此，需要對水庫進行滲流除險加固，在實際工程中，防滲墻在水庫滲流破壞除險加固中的應用較為廣泛，在對其進行設計時應根據(jù)不同地形、地質條件及水庫工程不同采用合理的設計方案。對防滲進行仔細分析，并做好模型試驗，使設計具有合理性、可靠性、經(jīng)濟性和可操作性。另外在防滲墻施工過程中，應做好質量控制，確保防滲墻的質量合格，從而達到除險加固的目的。
參考文獻：
[1]秦文保.防滲墻在烏拉泊水庫滲流破壞除險加固設計中應用[J].甘肅水利水電技術，2010，46（7）
[2]姬志軍.彰武水庫除險加固工程設計[J].黑龍江水利科技，2012，40（9）
[3]翟彩鮮.卡爾巴斯曼水庫除險加固措施[J].陜西水利，2013，（3）
關鍵詞：防滲墻；水庫滲流；除險加固
水庫滲流破壞現(xiàn)象發(fā)生率較高，因此，在水庫除險設計中要高度重視土石壩的滲透破壞，水庫滲流防止措施之一就是混凝土防滲墻。下面將結合具體的水庫工程對防滲墻在水庫防滲除險加固設計中的應用進行研究。
一、工程概況
燕山水庫地處淮河流域，位于澧河上游的甘江河上。該水庫被選為南水北調中線引漢工程的反調節(jié)水庫之一，并被認定為淮河流域的防洪大型水庫。水庫工程的一期壩高和總庫容分別為1170.7m、9.6×108 m3，二期工程壩高和總庫容分別為129.0m、23.8×108 m3，是以土石壩為壩型。
該水庫壩址區(qū)存在的主要地質問題為河槽段壩基滲透變形與壩基滲漏。壩基頂部是以厚度為8～13m的Q4和Q3卵石混合土層覆蓋。據(jù)資料顯示，該覆蓋層的類型為管涌土，其管涌臨界比降為0.10～0.12卵石層之下存在大規(guī)模順河斷層的安全隱患，斷層寬帶為140～150m，破碎帶構造巖具有較為復雜的巖性，主要為灰?guī)r角礫，膠結輕微以巖粉、泥質為其主要的膠結物。局部寬達500m處皆受斷層影響。因此，破碎帶和其周邊受影響區(qū)域均存在嚴重滲流及滲透變形。該水庫主要采用防滲墻對滲流破壞除險加固。
二、防滲墻在水庫滲流破壞除險加固設計中的應用
�。ㄒ唬┏U加固方案設計
根據(jù)相關安全鑒定結論，將防水墻的厚度確定為0.4～0.8m。然后根據(jù)模型及參數(shù)等計算出防滲墻合適的厚度，從而以此確定最小的打入深度。
采用二維有限單元對壩基的穩(wěn)定滲流情況加以模擬，根據(jù)模擬對機構進行優(yōu)化設計。以兩個垂直與壩軸線的面為計算剖面，各剖面均在河槽內部。評價壩基是否滲透變形是根據(jù)模擬結構而定的，并通過模擬結果對安山巖地帶單塊流量進行計算，最后確定壩基的主滲流量。具體剖面滲流計算如圖1、圖2所示。通過剖面射流場模擬結果，計算出刨面所代表區(qū)段的壩基單寬滲流量。以壩址區(qū)的地層分布情況，用兩個區(qū)段來劃分河槽，并對兩區(qū)段類的單寬流量進行計算，估算壩基主要滲流量。在打入防滲墻后，防滲墻底部會產(chǎn)生集中水力比降的現(xiàn)象，防滲墻底部水力比降隨防滲墻深度的加大呈現(xiàn)先大后小的趨勢。在防滲墻打入Q3卵石混合土層底部時出現(xiàn)峰值。結合滲流量變化以及水力比降變化可知，4m厚的防滲墻防滲效果為最佳厚度，遠比0.8m厚的防滲墻防滲效果好。但由于考慮到經(jīng)濟性，最終確定防滲墻的厚度為0.8m，破碎帶的打入深度為5m。
防滲墻底部水力必將隨防滲體深度變化曲線
�。ǘ⿵秃擞嬎惴浪畨Φ姆�(wěn)定性
該壩基滲透破壞類型為管涌破壞，現(xiàn)場做管涌試驗，最大、最小及平均管涌比降分別為0.341、0.048、0.1428，安全系數(shù)采取2倍，允許的滲透比降最大、最小、平均分別為0.157、0.024、0.07，最后取平均小值為0.087。最后結合地層結構，將0.08確定為允許的滲透比降。
采用滲流穩(wěn)定分析軟件對壩體、壩基的防滲墻滲透穩(wěn)定性進行計算，確定混泥土防滲墻可延伸位置。本次設計中防滲墻翻身范圍為樁號0+806～0+954.8m，共長為158m，大壩上游距壩軸線11m處為防滲墻中心線。防滲墻頂高為1086m，底部深入基巖5m，墻厚為0.8m。每槽孔長8.6m，槽孔數(shù)量為16。防滲墻澆注采用C10黏土混凝土。為了使混凝土質量合格，其必須具備以下條件：防滲墻設計墻厚0.8m，導向槽高為1.6m，導向槽開口寬度為1.2m，槽內以黏土回填，導向槽高程與施工平臺相同，確保導向槽的平整順直，孔位可允許一定的偏差，主副孔的孔斜率應控制在0.4%以內。混凝土的技術指標應到達規(guī)范要求：混凝土的強度、抗?jié)B標號、彈性模量、混凝土入孔時的坍落度、擴散度分別為8.0MPa、W6、1.25×104～1.85×104、18～22cm、34～38cm。混凝土的最大骨料粒徑應控制在4cm以內�；炷恋哪酀{采用的是西山黏土，造孔泥漿的粘度及比重分別為18～25s、1.1～1.2.含水量應控制在5%以內，穩(wěn)定性應控制在0.03以內，膠體率應在96%以上。混凝土失水量為20～30mL/min，1分靜切力與10分靜切力分別為20～30gm/cm3/50～100mg/cm3，PH值為中性偏堿性。在凝土防滲性配比上，應以已實施防滲墻的資料為依據(jù)，本次防滲墻的材料中的水泥、水、砂、大石、小石、引器劑、黏土分別為268kg、197kg、856kg、418kg、418kg、3.89kg、89kg。在施工前應對這些材料做好配比，并通過實驗對配比進行調整。
三、防滲墻質量控制措施
為了使水庫滲流破壞除險加固中的防滲墻達到應用的效果，因此必須對防滲墻進行質量控制，首先對于建設單位而言，應建立完善的質量控制系統(tǒng)，各參建單位應嚴格按照有關技術規(guī)范及設計文件等進行規(guī)范操作。在施工過程中，實行責任制，對工程質量問題應引起足夠重視。做好施工前的準備工作，在施工過程中應加強監(jiān)督管理，在竣工后，應對每一項目進行嚴格的檢測，確保工程質量合格。防水墻質量控制的關鍵點為：在造槽孔時應采用沖擊鉆機，槽孔底部鉆入基巖的深度必須達到設計的要求，在造孔完成后，對造孔的空位、孔寬、孔斜、孔深等進行全面檢查，確保均合格后才能進行清孔換漿，并檢查清理后的孔，最后注意做導管試驗。
結束語
水庫會因許多地質及工程質量的原因造成滲流，因此，需要對水庫進行滲流除險加固，在實際工程中，防滲墻在水庫滲流破壞除險加固中的應用較為廣泛，在對其進行設計時應根據(jù)不同地形、地質條件及水庫工程不同采用合理的設計方案。對防滲進行仔細分析，并做好模型試驗，使設計具有合理性、可靠性、經(jīng)濟性和可操作性。另外在防滲墻施工過程中，應做好質量控制，確保防滲墻的質量合格，從而達到除險加固的目的。
參考文獻：
[1]秦文保.防滲墻在烏拉泊水庫滲流破壞除險加固設計中應用[J].甘肅水利水電技術，2010，46（7）
[2]姬志軍.彰武水庫除險加固工程設計[J].黑龍江水利科技，2012，40（9）
[3]翟彩鮮.卡爾巴斯曼水庫除險加固措施[J].陜西水利，2013，（3）
