淺談靈巖湖水庫壩體防滲施工

王良學(xué)，謝飛，劉玲

（濟(jì)南市水利建筑勘測設(shè)計(jì)研究院，山東濟(jì)南 250014）

淺談靈巖湖水庫壩體防滲施工

王良學(xué)，謝飛，劉玲

（濟(jì)南市水利建筑勘測設(shè)計(jì)研究院，山東濟(jì)南 250014）

分析了中小型土石壩壩體防滲的幾種常用措施，針對靈巖湖水庫的壩體地質(zhì)，綜合比對選用混凝土防滲墻的設(shè)計(jì)方案，并根據(jù)建成后水庫的運(yùn)行效果進(jìn)行防滲驗(yàn)證。實(shí)踐證明該方案具有造價低，耐久性好及防滲效果好等特點(diǎn)。

混凝土防滲墻；方案比選；靈巖湖水庫

靈巖湖水庫工程位于濟(jì)南市長清區(qū)北大沙河上游萬德鎮(zhèn)，西臨京臺高速，東臨104國道?？値烊?02萬m3,興利庫容48萬m3。水庫工程規(guī)模為?。?）型，工程等別Ⅳ等，大壩等主要建筑物級別為4級。大壩為均質(zhì)土壩，最大壩高9.6 m，壩頂長150 m。壩頂寬5.5 m，壩頂高程126.3 m。

靈巖湖水庫為新建攔河式年調(diào)節(jié)水庫，主要由大壩、攔河閘、放水洞等工程組成。壩體由開挖庫區(qū)灘地的砂礫石砂壤土填筑而成。迎水面采用預(yù)制混凝土連鎖塊護(hù)坡，背水面為草皮護(hù)坡。

1 工程地質(zhì)條件

1.1 地層巖性

庫區(qū)上部覆蓋約10 m厚的第四系卵石土，局部夾薄砂層，基巖地層為泰山群(Ar)青灰色～淺紅色花崗片麻巖。攔河壩左端及庫區(qū)周圍可見青灰色～淺紅色花崗片麻巖出露。

1.2 壩基地層巖性

第①層素填土（Q4ml）：主要成份為粉質(zhì)壤土，含少許卵石，偶見植物根系，土質(zhì)不均勻，該層分布局限。

第②層卵石土（Q4al+pl）：花崗片麻巖質(zhì)，中風(fēng)化，亞圓形，無序排列，粒徑1～8 cm，最大粒徑可達(dá)40 cm，卵石含量55～65%，主要分布于主河槽部位，平均層厚4.22 m。

第③層粉質(zhì)壤土（Q3al+pl）：含少許鐵錳氧化物及砂粒，土質(zhì)較均勻，該層主要分布于攔河壩右段河漫灘及臺地部分，平均層厚5.35 m。

第④～⑥層為全風(fēng)化、強(qiáng)風(fēng)化和弱風(fēng)化花崗片麻巖，全風(fēng)化平均厚度2.3 m，強(qiáng)風(fēng)化平均厚度1.7 m，弱風(fēng)化未穿透。主要分布于河浸灘和臺地部位。

1.3 壩基工程地質(zhì)評價

土壩段，第四系厚度較大，最厚達(dá)10 m，具體巖性主要為②層卵石土，屬強(qiáng)透水層、②-1層粉質(zhì)壤土、②-2粗砂，屬強(qiáng)透水層、③層粉質(zhì)壤土。第四系之下為風(fēng)化程度不一的花崗片麻巖。④層全風(fēng)化花崗片麻巖，風(fēng)化劇烈，呈砂土狀，工程-水文地質(zhì)性質(zhì)差；⑤層強(qiáng)風(fēng)化花崗片麻巖，風(fēng)化較強(qiáng)烈，呈碎塊狀，局部砂土狀，工程-水文地質(zhì)性質(zhì)差；⑥層弱風(fēng)化花崗片麻巖，工程-水文地質(zhì)性質(zhì)較好，地基土的允許承載力可達(dá)1 500 kPa。

2 擬定防滲方案

2.1 選用原則

上游防滲措施主要有垂直和水平防滲，下游排水措施主要有壩后反濾透水層和排水溝等措施。常用土石壩防滲措施有高壓噴射灌漿技術(shù)、混凝土防滲墻、復(fù)合土工膜防滲技術(shù)等。根據(jù)靈巖湖水庫地質(zhì)條件初步擬定以下三種壩體防滲方案。

2.2 方案比選

1）高壓旋噴防滲。防滲墻頂高程為126.66 m（較壩頂高程低1.0 m）防滲墻軸線較壩軸線前移3.0 m。軸線長150 m，防滲墻深入壩右肩3.0 m。防滲墻最大深度17.0 m（含入強(qiáng)風(fēng)化基巖1.0 m），在壩體內(nèi)形成一道連續(xù)的防滲幕墻，降低大壩的浸潤線，達(dá)到壩體防滲目的。

高壓旋噴樁施工工序單一，施工組織簡單，工期短并且高噴墻固結(jié)體防滲性能好，滲透系數(shù)及允許滲透比降均能滿足防滲要求。本工程屬小型工程，防滲墻深度小、壩體短和防滲墻總體工程量較少。

2）復(fù)合土工膜斜鋪防滲方案。沿壩頂高程為123.6 m斜鋪至壩腳115.0 m，邊坡為1∶2.75，并平鋪至壩腳前10.0 m，與壩前混凝土防滲墻組合成已完整的防滲體系。土工膜選用2布1膜的復(fù)合土工膜，并上下各鋪15 cm厚砂墊層。

該方案，減少混凝土防滲墻工程量，節(jié)省部分投資，但是施工工序繁瑣，施工質(zhì)量要求較高，尤其是鋪設(shè)過程中砂墊層不能存在大顆粒和土工膜接縫處搭接處理好，否則則易形成滲漏通道，施工風(fēng)險大。靈巖湖水庫壩體為礫石土壩，壩體防滲性能較差，故本方案風(fēng)險性較高。

3）40 cm厚塑性混凝土防滲墻方案。防滲墻頂高程為126.66（較壩頂高程低1.0 m）防滲墻軸線較壩軸線前移3.0 m。沿防滲墻軸線布設(shè)混凝土防滲墻并入強(qiáng)風(fēng)化基巖1.0 m，設(shè)計(jì)墻身厚度為40 cm。在壩身內(nèi)形成一道混凝土發(fā)防滲墻，達(dá)到壩體防滲的目的。

塑性混凝土防滲墻施工工序單一，施工組織簡單，工期短混凝土墻估計(jì)防滲性能好，工藝成熟。但該方案同屬地下隱蔽工程，施工工藝相對復(fù)雜，質(zhì)量相對不宜控制，尤其是確定入強(qiáng)風(fēng)化基巖和入巖深度。

通過上述方案比選，最后選用方案三塑性混凝土防滲墻方案對壩體進(jìn)行防滲處理。

3 壩體防滲墻的實(shí)施

塑性混凝土防滲墻的施工過程一般可分為：施工準(zhǔn)備、造孔、清孔換漿、混凝土澆筑等工序。

3.1 施工準(zhǔn)備及臨時工程

1）施工平臺填筑：工作平臺整平寬度不小于7.0 m。

2）地質(zhì)先導(dǎo)孔：沿防滲墻軸線每20m布置一個地質(zhì)勘探先導(dǎo)孔，用XY-2PC地質(zhì)鉆機(jī)鉆孔取芯，以探明地層分布及基巖頂面高程等情況確定何時入巖和入巖深度。

3）導(dǎo)向槽布置及導(dǎo)墻結(jié)構(gòu)：導(dǎo)向槽沿防滲墻軸線布置，槽寬0.8 m，槽深1.3 m，內(nèi)外兩側(cè)的導(dǎo)墻為6 m厚的少筋現(xiàn)澆C20“倒L型”混凝土結(jié)構(gòu)。

4）槽孔劃分：根據(jù)類似工程經(jīng)驗(yàn)一、二期槽孔長度為7.0 m。

5）成槽施工：槽孔先用兩臺CZF-1200沖擊反循環(huán)鉆機(jī)鉆槽孔兩端的先導(dǎo)孔，然后用液壓抓斗抓取先導(dǎo)孔之間的土體。

6）固壁泥漿：固壁泥漿采用粘土浸泡后用0.4 m3立式高速攪拌機(jī)制漿。

7）清孔換漿：當(dāng)抓斗或鉆機(jī)成槽至設(shè)計(jì)深度后，先進(jìn)行清淤換漿處理直至符合槽孔驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。

8）混凝土澆筑：導(dǎo)管埋入混凝土的深度不得小于1.0 m，不宜大于6.0 m；混凝土面應(yīng)均勻上升，應(yīng)防止入管的混凝土將空氣壓入導(dǎo)管內(nèi)?；炷两K澆頂面宜高于設(shè)計(jì)高程50 cm。

4 水庫防滲效果

防滲墻完工后，第三方檢測單位選取不同槽段對防滲墻進(jìn)行超聲波檢測，墻體均勻密實(shí)，墻體無夾層，混凝土與堰面結(jié)合情況較好，入巖深度及質(zhì)量符合設(shè)計(jì)要求。

水庫完成蓄水要求后在運(yùn)行期期間內(nèi)壩后無滲水現(xiàn)象，壩體整體截滲較好。

5 結(jié)語

中小型水庫壩體防滲方案的選擇主要考慮地質(zhì)條件滿足防滲標(biāo)準(zhǔn)，工程造價經(jīng)濟(jì)等特性，選定方案應(yīng)在當(dāng)前的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)下需具有較高的可實(shí)施性，此外防滲墻實(shí)施的過程中應(yīng)把好地質(zhì)勘測、設(shè)計(jì)、監(jiān)理、施工質(zhì)量關(guān)，嚴(yán)格按照規(guī)范要求控制各項(xiàng)指標(biāo)，確保工程質(zhì)量。

[1]蘇炳煌.低彈?；炷练罎B墻新技術(shù)在村內(nèi)水庫除險加固工程中的應(yīng)用［J］.水利建設(shè)與管理，2014,（7）：47-50.

[2]盛洋洋.灌漿施工技術(shù)在水利工程除險加固工程中的應(yīng)用［J］.水利規(guī)劃與設(shè)計(jì)，2016,（6）：110-111.

[3]杜以芳.某中型水庫壩體防滲加固技術(shù)探析［J］.水利規(guī)劃與設(shè)計(jì)，2016,（6）：116-118.

（責(zé)任編輯 遲明春）

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王良學(xué)（1986—），男，助理工程師