齊 進(jìn) ，吳先敏 ，張海龍

（1.山東省水利勘測(cè)設(shè)計(jì)院，山東 濟(jì)南 250013；2.山東省水利工程局，山東 濟(jì)南 250013）

花馬池生態(tài)水資源綜合利用工程位于寧夏回族自治區(qū)鹽池縣，是集公共設(shè)施建設(shè)、生態(tài)環(huán)境改善、保護(hù)森林、涵養(yǎng)水源、洪水資源化利用、改善投資環(huán)境、發(fā)展生態(tài)旅游、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的綜合性工程。工程建設(shè)內(nèi)容主要包括引水管涵、上池、下池以及配套建筑物?；R池上池為沉砂調(diào)節(jié)池，庫(kù)容102.14萬(wàn)m3，池長(zhǎng)2833m，面積0.44km2；下池為生態(tài)景觀池，庫(kù)容為346.18 萬(wàn) m3，池長(zhǎng) 4331m，面積 1.2km2。

花馬池生態(tài)水資源綜合利用工程地下防滲專項(xiàng)工程為山東省援助建設(shè)項(xiàng)目，主要任務(wù)是對(duì)花馬池上、下池的壩基進(jìn)行截滲以有效減少壩基滲漏量提高水資源的利用率。

1 地下防滲的必要性

庫(kù)區(qū)表部由粉細(xì)砂、壤土、砂壤土組成，基底為白堊系志丹群環(huán)河組（K1z4）砂巖、泥巖為弱透水或微透水層，屬于相對(duì)隔水層。通過(guò)庫(kù)區(qū)測(cè)繪，未發(fā)現(xiàn)透水構(gòu)造，壓水試驗(yàn)資料顯示，基巖的透水率下部均小于10Lu。

壩址區(qū)自上而下揭露的主要地層有第四系全新統(tǒng)（Q4eol）風(fēng)積砂，第四系全新統(tǒng)（Q4pl）粉細(xì)砂、壤土、砂壤土；白堊系志丹群環(huán)河組（K1z4）砂巖、泥巖。粉細(xì)砂的滲透系數(shù)為 1.3×10-3cm/s～1.7×10-3cm/s，砂壤土的滲透系數(shù)為 1.08×10-4cm/s～9.41×10-4cm/s， 壤土滲透系數(shù)為2.2×10-5cm/s～2.2×10-4cm/s。

為便于說(shuō)明壩基滲流情況分別選取上池大壩樁號(hào)1+230及下池大壩樁號(hào)2+218斷面進(jìn)行滲流分析。依據(jù)地勘試驗(yàn)成果，選定大壩各分區(qū)土料滲透系數(shù)。

上池正常蓄水位1376.00m，下池正常蓄水位1367.50m，采用GeoStudio中的Seep/W軟件分別計(jì)算防滲前后壩基單寬滲漏量，分析結(jié)果見(jiàn)表1。

上池按計(jì)算斷面控制長(zhǎng)度1500m估算，大壩年滲漏量約65.37萬(wàn)m3，約占總蓄水量的64.00%；壩基防滲后，大壩年滲漏量約38.10萬(wàn)m3；可有效減少年滲漏量約27.27萬(wàn)m3，約占總蓄水量的26.70%，防滲效果明顯。下池按計(jì)算斷面控制長(zhǎng)度2400m估算，大壩年滲漏量約96.97萬(wàn)m3，約占總蓄水量的28.0%；壩基防滲后，大壩年滲漏量約43.01萬(wàn)m3；可有效減少年滲漏量約53.66萬(wàn)m3，約占總蓄水量的15.5%，防滲效果較好。

表1 壩基單寬滲漏量及防滲效果

綜上分析，壩基防滲后可有效減少花馬池上、下池壩基滲漏，節(jié)約了西北地區(qū)尤顯珍貴的水資源；同時(shí)壩基防滲后降低了壩體浸潤(rùn)線，減小了壩腳出逸坡降，增強(qiáng)了大壩安全性，采取地下防滲措施是必要的。

2 地下防滲設(shè)計(jì)

在總體方案咨詢論證、規(guī)劃設(shè)計(jì)、審查并修訂的基礎(chǔ)之上，針對(duì)花馬池上、下池的地質(zhì)條件、工程內(nèi)容、蓄水水位、功能定位等要求分別選取了不同防滲方案。

2.1 上池地下防滲

花馬池上池最大壩高7.0m，正常蓄水位1376.00m，蓄水最大深度5.5m，基巖最大埋深約13.20m。

壩址區(qū)自上而下揭露的主要地層有第四系全新統(tǒng)（Q4eol）風(fēng)積砂，第四系全新統(tǒng)（Q4pl）粉細(xì)砂、壤土、砂壤土；白堊系志丹群環(huán)河組（K1z4）砂巖、泥巖。

圖1 花馬池上池地下防滲典型斷面圖

圖2 花馬池下池地下防滲典型斷面圖

根據(jù)地質(zhì)勘察所描繪壩軸線地質(zhì)縱剖面圖，花馬池上池基巖埋置最大深度約12.7m，下池樁號(hào)1+225～1+525基巖最大埋深約10.2m。按已有工程實(shí)施經(jīng)驗(yàn)ZCJ一次成墻攪拌樁機(jī)成墻深度可達(dá)17m，上述范圍內(nèi)的土層及深度可滿足多頭小直徑水泥攪拌樁的施工要求，攪拌樁入巖0.5m。上池多頭小直徑水泥攪拌樁典型斷面設(shè)計(jì)如圖1所示。

2.2 下池地下防滲

花馬池下池是生態(tài)水綜合利用工程中主要的生態(tài)景觀池，最大壩高 8.40m，正常蓄水位 1367.50m，蓄水最大深度約6.9m，基巖最大埋深約17.9m。根據(jù)已探明的庫(kù)區(qū)及壩址區(qū)工程地質(zhì)情況，庫(kù)區(qū)內(nèi)無(wú)大的節(jié)理裂隙及漏水通道，壩址區(qū)粉砂質(zhì)泥巖透水微弱可視為相對(duì)不透水層。根據(jù)擋水深度、巖面高度，分別選用混凝土防滲墻、單排及雙排多頭小直徑水泥攪拌樁進(jìn)行壩基垂直截滲。

樁號(hào)1+225～1+525段基巖最大埋深10.2m，采用單排多頭小直徑攪拌樁，入巖0.5m；1+525～2+578段基巖埋深10.0～19.00m，采用厚度0.3m的薄塑性混凝土防滲墻，防滲墻入巖深度不小于1.0m，防滲墻最大深度20.00m；2+578～3+159段基巖最大埋深15.00m，位于原山洪溝河道上，采用雙排多頭小直徑攪拌樁，入巖0.5m。下池塑性混凝土防滲墻典型斷面設(shè)計(jì)如圖2示。

3 結(jié) 語(yǔ)

花馬池地下防滲設(shè)計(jì)根據(jù)上、下池不同蓄水及功能要求，壩段不同地質(zhì)情況分別采用了塑性混凝土防滲墻、單排及雙排多頭小直徑水泥攪拌樁防滲措施。不同的防滲形式既保證了工程防滲質(zhì)量又節(jié)約了工程投資提高了施工效率。多頭小直徑水泥攪拌樁所形成的復(fù)合防滲土體及塑性混凝土防滲墻所形成的柔性防滲墻體的彈性模量與土體差異不大，與土體變形協(xié)調(diào)性好。防滲體入巖嵌固保證了防滲體系的完整。

花馬池壩基截滲后可有效減少年滲漏量約80.93萬(wàn)m3，約占總蓄水量的18%，防滲效果較好，在緩解和消除壩后浸沒(méi)方面成效顯著。壩基防滲后減小了壩腳出逸坡降避免了壩基滲透破壞。

地下防滲專項(xiàng)工程建成后，減少壩基滲漏、節(jié)約水資源、降低引水費(fèi)用、惠及周邊群眾，帶來(lái)重大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。特別是少雨干旱期，將更加顯現(xiàn)出該工程的巨大作用。