朱曉玲 ，陳 皓 ，姜 君

(1.浙江省水利水電咨詢(xún)中心，浙江 杭州 310020;2.浙江廣川工程咨詢(xún)有限公司,浙江 杭州 310020)

1 工程概況

東方紅水庫(kù)位于錢(qián)塘江流域金華江水系東陽(yáng)江支流白溪上游河段，是一座以灌溉為主，結(jié)合防洪、供水、發(fā)電、養(yǎng)殖等綜合利用任務(wù)的中型水庫(kù)。該工程原設(shè)計(jì)水庫(kù)正常蓄水位195.27 m，相應(yīng)庫(kù)容 947.5×104m3，總庫(kù)容 1 464×104m3。

水庫(kù)大壩壩基地層為侏羅系上統(tǒng)黃尖組a段(J3ha)，巖性為流紋質(zhì)熔結(jié)凝灰?guī)r，夾流紋質(zhì)角礫凝灰?guī)r。

2 加固設(shè)計(jì)

2.1 混凝土防滲墻布置及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

混凝土防滲墻軸線與原上游壩頂邊線重合，墻頂高程為200.0 m，墻底伸入基巖1 m以上，最大墻深約為42 m，墻體厚度0.8 m。防滲墻左岸設(shè)C20混凝土岸墻與壩基緊密連接，長(zhǎng)度為5 m，岸墻采用重力式結(jié)構(gòu)，岸墻與防滲墻采用矩形嵌入式連接，中間設(shè)止水，岸墻下游及頂部均填筑防滲粘土。防滲墻右岸與溢洪道泄洪閘邊墻緊密連接，并設(shè)止水。根據(jù)防滲墻施工要求，先挖除壩頂以下約1.9 m的壩體至高程200.0 m，形成寬度大于9 m的平臺(tái)，以滿足混凝土防滲墻施工的場(chǎng)地要求。平臺(tái)以下設(shè)1.5 m深的鋼筋混凝土導(dǎo)墻，以控制混凝土防滲墻的水平及垂直施工偏差滿足設(shè)計(jì)要求。導(dǎo)向槽采用C20鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，墻段分為8.0 m一段，施工縫必須與防滲墻接頭錯(cuò)開(kāi)，墻體外側(cè)需用土方夯填，墻體設(shè)置臨時(shí)支撐，防止墻體變位。防滲墻施工完成后將其頂部鑿除，然后在高程199.0 m以上澆筑混凝土頭墻，頭墻上游側(cè)與防浪墻底板相連接，并設(shè)止水。

防滲墻的厚度應(yīng)滿足墻體抗?jié)B性、耐久性、滿足墻體應(yīng)力和變形的要求，同時(shí)還應(yīng)考慮到地質(zhì)情況及施工設(shè)備等因素。防滲墻允許承受的水力坡降Jp=Jmax/K，當(dāng)K=5時(shí)Jp為60，假定防滲墻承受的最大水頭差與壩前水深相同，則計(jì)算可得混凝土防滲墻厚度δ=0.6 m即可滿足要求，但受造孔機(jī)具限制，另外為提高造孔效率，加快施工進(jìn)度，混凝土防滲墻墻體厚度不宜太薄，參考國(guó)內(nèi)類(lèi)似工程經(jīng)驗(yàn)，該工程混凝土防滲墻墻體厚度確定為0.8 m。河床0+026.25—0+080.5段存在石英巖脈，石英巖脈穿過(guò)的周邊巖體為中等透水性，設(shè)計(jì)將此段混凝土防滲墻底加深到深入基巖以下2 m，以加強(qiáng)防滲效果。

2.2 混凝土防滲墻材料設(shè)計(jì)

混凝土防滲墻在除險(xiǎn)加固工程中應(yīng)用十分廣泛，墻體材料一般分為普通混凝土和塑性混凝土兩種，后來(lái)為解決普通混凝土的拉應(yīng)力及裂縫問(wèn)題和塑性混凝土的耐久性問(wèn)題，又發(fā)展了低彈?；炷痢Ｋ苄曰炷潦且环N以膨潤(rùn)土、黏土等摻合材料取代普通混凝土中大部分水泥而形成的柔性防滲墻墻體材料，彈性模量一般1 000～2 000 MPa，形成的墻體具有極限變形大、彈強(qiáng)比小的特點(diǎn)，在滿足抗壓強(qiáng)度要求的同時(shí)不出現(xiàn)拉應(yīng)力，從而能夠避免墻體的開(kāi)裂，但水泥用量的減少和水灰比的增加，對(duì)墻體材料本身的抗?jié)B性和耐久性也會(huì)帶來(lái)不利影響，故近年來(lái)設(shè)計(jì)混凝土彈性模量有逐步加大的趨勢(shì)。該次設(shè)計(jì)針對(duì)東方紅水庫(kù)的實(shí)際情況和各種墻體材料的優(yōu)缺點(diǎn)，經(jīng)綜合比較分析后，采用C10混凝土作為混凝土防滲墻墻體材料。

參考近年來(lái)的工程設(shè)計(jì)及施工經(jīng)驗(yàn)，防滲墻混凝土設(shè)計(jì)控制指標(biāo)如下：彈模E28≤10 000 MPa；抗壓強(qiáng)度 R28≥10 MPa；抗拉強(qiáng)度 R28≥1 MPa；極限水力坡降 Jmax≥250；滲透系數(shù) K28≤1×10-8cm/s。施工時(shí)混凝土在滿足流動(dòng)性要求的前提下，應(yīng)盡量減少用水量。坍落度為18～22 cm；擴(kuò)散度為34～40 cm；初凝時(shí)間不小于6 h，終凝時(shí)間不大于24 h；密度不小于2 100 kg/m3。水泥標(biāo)號(hào)為32.5；骨料粒徑不大于40 mm。

3 結(jié)語(yǔ)

墻體材料是混凝土防滲墻成功與否的關(guān)鍵，經(jīng)過(guò)多年的工程實(shí)踐，目前還沒(méi)有形成統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)，由于水庫(kù)大壩的性質(zhì)是擋水，為防滲要求壩體混凝土防滲墻需嵌入基巖內(nèi)，計(jì)算時(shí)一般按固端或彈性嵌固考慮。壩體混凝土防滲墻如要起作用，其受力狀態(tài)近似懸臂梁，墻體變形較大則裂縫不可避免。故筆者認(rèn)為應(yīng)對(duì)現(xiàn)有實(shí)施了混凝土防滲墻加固處理的工程進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，主要根據(jù)設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行不同階段的資料進(jìn)行對(duì)比分析，總結(jié)成功與失敗的經(jīng)驗(yàn)，確定合適的彈性模量參考值，并編制相應(yīng)設(shè)計(jì)規(guī)范供設(shè)計(jì)執(zhí)行。如果調(diào)查分析后認(rèn)為無(wú)法協(xié)調(diào)混凝土防滲墻變形裂縫和耐久性問(wèn)題，那么是否可以認(rèn)為混凝土防滲墻只適用于壩基防滲，不適用于壩體防滲。