摘 要:本文結(jié)合益塘水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程實(shí)例,對(duì)幾種常用防滲加固方法的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行分析比較,并詳細(xì)介紹了塑性混凝土防滲墻的設(shè)計(jì)。
關(guān)鍵詞:防滲加固 塑性混凝土 防滲墻 配合比設(shè)計(jì)
中圖分類(lèi)號(hào):TU2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1674-098X(2012)04(a)-0105-01
1 工程概況
益塘水庫(kù)位于廣東省梅州市五華縣境內(nèi),距縣城約20km,是一座以防洪為主,保證灌溉、結(jié)合發(fā)電等綜合利用的大(2)型水庫(kù)。水庫(kù)集雨面積為251km2,正常蓄水位153.00m,相應(yīng)庫(kù)容1.16億m3,總庫(kù)容為1.65億m3。
益塘水庫(kù)興建于1971年,1974年初步建成運(yùn)行。水庫(kù)大壩由矮車(chē)主壩、潭下攔河壩及8座副壩組成,為均質(zhì)土壩。矮車(chē)主壩最大壩高42m,壩頂高程159.33m,壩頂寬6.6m,壩軸線(xiàn)長(zhǎng)約370m;攔河壩最大壩高22m,壩頂高程159.86m,壩頂寬6.5m,壩軸線(xiàn)長(zhǎng)約730m。
建設(shè)期由于受到技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等條件的限制,壩體土料填筑質(zhì)量差,壩基清基不徹底,造成大壩后坡排水棱體滲漏大;特別是潭下攔河壩壩基有砂卵石透水層,原設(shè)計(jì)采用截水槽和粘土鋪蓋防滲,但截水槽未完全貫穿整個(gè)透水層,壩基有可能發(fā)生滲透破壞,威脅下游人民生命財(cái)產(chǎn)的安全。
2009年,經(jīng)安全鑒定評(píng)定為二類(lèi)壩,需盡快進(jìn)行除險(xiǎn)加固。
2 防滲加固方案選擇
根據(jù)攔河壩所存在的問(wèn)題,設(shè)計(jì)采用塑性砼防滲墻、劈裂灌漿、復(fù)合土工膜等三個(gè)方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較,通過(guò)比較選擇施工方便、防滲效果好的方案作為推薦方案。
塑性混凝土防滲墻能適應(yīng)各種松散透水地基的復(fù)雜的水文地質(zhì)與工程地質(zhì)條件,具有可靠性高、施工進(jìn)度較快、便于機(jī)械化施工、防滲效果顯著的優(yōu)點(diǎn),缺點(diǎn)是成本較高。
劈裂灌漿具有造價(jià)低,短期防滲效果好等優(yōu)點(diǎn);缺點(diǎn)是灌漿要根據(jù)灌漿深度、次數(shù)嚴(yán)格控制灌漿壓力、灌漿量及控制壩頂?shù)呐验L(zhǎng)度和寬度,同時(shí)要嚴(yán)格控制壩體的位移和沉降量,因此其灌漿進(jìn)度慢,灌漿土容易變形破壞,時(shí)間一長(zhǎng),出現(xiàn)防滲失效的情況,防滲效果不能持久。
益塘水庫(kù)大壩本身就曾進(jìn)行過(guò)多次灌漿處理,都未能達(dá)到長(zhǎng)期的防滲效果。
復(fù)合土工膜造價(jià)低,施工簡(jiǎn)便快捷,可結(jié)合大壩上游護(hù)坡加固進(jìn)行施工,施工技術(shù)要求相對(duì)簡(jiǎn)單,其防滲效果較好;缺點(diǎn)是鋪設(shè)土工膜要求干地施工,矮車(chē)主壩和潭下攔河壩均不具備此條件。
綜合以上分析比較,考慮潭下攔河壩在益塘水庫(kù)各壩中滲漏最為嚴(yán)重,故對(duì)該壩采取塑性混凝土防滲墻進(jìn)行加固處理。
3 塑性混凝土防滲墻設(shè)計(jì)
3.1 防滲墻設(shè)計(jì)深度
混凝土防滲墻底部原則上嵌入相對(duì)不透水層1m左右,頂部嵌入壩體防滲體中。根據(jù)地質(zhì)資料,攔河壩底部相對(duì)不透水層為強(qiáng)風(fēng)化層,故防滲墻底部入強(qiáng)風(fēng)化層1m,頂部至高程159.0m。
3.2 防滲墻厚度的確定
防滲墻的厚度應(yīng)滿(mǎn)足墻體抗?jié)B性、耐久性,滿(mǎn)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。
計(jì)算公式如下:
式中:δ—— 防滲墻厚度(m);
ΔHmax—— 作用在塑性混凝土防滲墻上的最大水頭差(m),攔河壩上下游校核洪水位分別為158.5m和137.9m,故最大水頭差為20.6m;
JP—— 塑性混凝土防滲墻允許水力坡降;
K—— 抗?jié)B坡降安全系數(shù);
Jmax—— 塑性混凝土防滲墻滲透破壞坡降。
根據(jù)對(duì)國(guó)內(nèi)外已建工程的統(tǒng)計(jì),防滲墻允許承受的水力坡降Jp一般采用Jp=50~60,本工程取50。計(jì)算得:δ=20.6/50=0.412m即可滿(mǎn)足要求。
受造孔機(jī)具限制,參考國(guó)內(nèi)工程經(jīng)驗(yàn),混凝土防滲墻厚度取為0.6m。
3.3 防滲墻主要設(shè)計(jì)指標(biāo)
參考國(guó)內(nèi)已建防滲墻的經(jīng)驗(yàn),結(jié)合益塘水庫(kù)攔河壩工程條件,塑性混凝土的物理力學(xué)指標(biāo)為:入孔坍落度18~22cm,擴(kuò)散度34~40cm,滲透系數(shù)K<1×10-6 cm/s,抗壓強(qiáng)度1.5MPa 施工過(guò)程中,施工單位應(yīng)該通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn),在滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求前提下選擇較經(jīng)濟(jì)的配合比方案。 4 結(jié)語(yǔ) 實(shí)踐表明,塑性混凝土防滲墻有效解決了益塘水庫(kù)攔河壩壩體、壩基的滲漏問(wèn)題,其具有的施工速度快、防滲效果好、可靠性高等特點(diǎn),對(duì)水庫(kù)大壩防滲加固有較好的借鑒作用。隨著混凝土防滲墻技術(shù)的迅速發(fā)展,施工機(jī)具的不斷創(chuàng)新和完善,經(jīng)濟(jì)效益的不斷提高,其用途將日益廣泛。 參考文獻(xiàn) [1]水工建筑物水泥灌漿施工技術(shù)規(guī)范(SL62-94). [2]水電水利工程混凝土防滲墻施工規(guī)范(DL/T 5199-2004).