方 涓

(江蘇天源建設(shè)集團(tuán)有限公司，江蘇 淮安 211700)

1 工程概況

盱眙縣龍王山水庫位于盱眙縣中部丘陵山區(qū)，維橋河中游，穆店鄉(xiāng)境內(nèi)，于1976年5月建成，該水庫主要包括主壩、溢洪閘、灌溉涵洞等主體工程。水庫設(shè)計(jì)集水面積196.6km2，總庫容約9099萬m3，興利庫容為3748萬m3，主要發(fā)揮著防洪、農(nóng)田灌溉、地區(qū)供水、水產(chǎn)養(yǎng)殖等功能，屬于中型水庫，設(shè)計(jì)灌溉面積為8933.33hm2，實(shí)際灌溉面積僅為6666.67 hm2。龍王山水庫大壩設(shè)計(jì)斷面壩體和壩基材料滲透系數(shù)詳見表1。

表1 龍王山水庫大壩設(shè)計(jì)斷面壩體和壩基材料滲透系數(shù)

2 防滲加固方案

盱眙縣龍王山水庫除險(xiǎn)加固工程建設(shè)任務(wù)為：對大壩壩體進(jìn)行防滲處理，拆除并重建大壩迎水面的擋浪墻及護(hù)坡，并在背水面重新設(shè)置反濾設(shè)施與排水設(shè)施；拆除重建溢洪閘下游的翼墻與海漫，將溢洪閘下游的跌水坡重新維修并加固處理；將東西輸水涵洞拆除后重建；工程設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)50a一遇，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)1000a一遇。

2.1 大壩加固工程

采用多頭小直徑水泥土攪拌樁垂直防滲的方式處理大壩樁號0+250-2+600段的壩體并增設(shè)排滲處理措施，截滲墻墻頂設(shè)計(jì)高程值為34.9m，設(shè)計(jì)底高程值為18.9-28.9m，截滲墻厚0.26m，并通過10%水泥土回填截滲墻和穿壩涵洞的接頭處。拆除并重建漿砌石擋浪墻，墻頂和墻底設(shè)計(jì)高程分別為37.7m和35.4m。對樁號0+200-2+500段的大壩迎水面護(hù)坡高程30.63m以上段的現(xiàn)有塊石護(hù)坡全部拆除并整平坡面，由下向上鋪設(shè)厚度0.1m的黃砂墊層，并按350g/m2的使用量鋪設(shè)一層土工布，對于高程在30.63m以下的護(hù)坡段用厚度0.8m的水下拋石護(hù)砌。

在水庫大壩背水坡0+200-1+800標(biāo)段增設(shè)貼坡反濾排層，排水層頂高程為31.00-29.00m，反濾排層的設(shè)置直至壩腳。貼坡反濾層由上至下分別為：厚0.05m的黃砂+1層土工布(350g/m2)+厚0.1m的碎石層+厚0.2m的漿砌層。同時(shí)將漿砌石導(dǎo)滲排水溝設(shè)置在設(shè)計(jì)樁號2+000-2+600段的壩腳處，并將所設(shè)置的導(dǎo)滲排水溝和原排水溝連接。在大壩頂新建長*寬為2300m×5.0m的瀝青混凝土路面，瀝青混凝土層和碎石底基層厚度分別為0.07 m和，多孔隙水泥穩(wěn)定碎石基層厚0.1m。

2.2 溢洪道維修加固

將溢洪道下游末端的翼墻和下游海漫段護(hù)坡拆除重建，并將溢洪閘下游跌水坡進(jìn)行維修加固處理。所重建的溢洪道下游末端翼墻底板面設(shè)計(jì)高程21.8m，翼墻后填土設(shè)計(jì)高程為28.7m，翼墻結(jié)構(gòu)按照鋼筋混凝土扶壁式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。拆建溢洪道下游海漫段護(hù)坡長63.0m，前10.0m采用漿砌塊石護(hù)砌，漿砌石厚0.3m，下墊厚0.1m碎石墊層，后53.0m采用干砌塊石進(jìn)行護(hù)砌，干砌塊石厚0.3m，下墊厚0.1m碎石墊層。鑿除溢洪閘下游跌水坡表面碳化混凝土，厚約10cm，表面鋪設(shè)一層直徑φ5mm的鋼筋網(wǎng)，現(xiàn)澆厚10cm的C20鋼筋混凝土。

2.3 東、西放水涵洞拆建

采用1孔鋼筋混凝土箱涵結(jié)構(gòu)將原址東、西兩座放水涵洞拆除重建，斷面設(shè)計(jì)尺寸應(yīng)為長*寬1.5×1.5m，各配鑄鐵閘門、啟閉機(jī)1臺套。順?biāo)鞣较蚩傞L47.6m，上游設(shè)長8.0m的鋼筋混凝土防滲鋪蓋，下游設(shè)長10m鋼筋混凝土消力池，后接長16m漿砌石海漫。進(jìn)、出口翼墻均采用漿砌塊石重力式擋土墻。

3 加固后滲流效果分析

通過3個(gè)方面進(jìn)行龍王山水庫出現(xiàn)加固工程在防滲堵漏措施及配套性工程施工后大壩初期運(yùn)行情況及實(shí)際運(yùn)行效果的分析。

3.1 滲透系數(shù)

根據(jù)本水庫除險(xiǎn)加固大壩的實(shí)際運(yùn)行情況，在對大壩進(jìn)行高壓灌漿加固處理后，整個(gè)工程的運(yùn)行基本處于穩(wěn)定狀態(tài)。大壩防滲心墻滲透系數(shù)取值在6.1×10-7cm/s-9.5×10-7cm/s范圍內(nèi)，將這一取值區(qū)間與《水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范》(GB50287-1999)相比可以發(fā)現(xiàn)，本水庫除險(xiǎn)加固大壩屬于微透水-極微透水狀態(tài)[1]，也表明大壩防滲加固效果較好，基本達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)本水庫除險(xiǎn)加固大壩防滲單元質(zhì)量等級結(jié)果評定，大壩防滲單元工程質(zhì)量合格率均為100%，優(yōu)良率在63.6%-100之間。

3.2 橫斷面水位線

通過分析水庫除險(xiǎn)加固大壩防滲漏處理后橫斷面水位線，可以將大壩內(nèi)部測壓管實(shí)測水位線數(shù)據(jù)采用直方圖予以直觀表示，通過分析不同水位狀態(tài)下庫水位橫斷面情況以及同一觀測時(shí)間內(nèi)不同觀測水位情況發(fā)現(xiàn)，本水庫除險(xiǎn)加固工程大壩各觀測點(diǎn)的水位均比大壩庫水位低，見圖1，圖中橫軸表示觀測時(shí)間，縱軸為水位，且各觀測點(diǎn)水位變動(dòng)趨勢較為平緩，也與庫水位變動(dòng)趨勢較為吻合，符合設(shè)計(jì)及相關(guān)規(guī)范的要求，也充分說明，本工程大壩水位過程線變動(dòng)趨穩(wěn)定，不存在任何突變的跡象[2]。

圖1 水庫除險(xiǎn)加固工程大壩各觀測點(diǎn)的水位

以上分析表明龍王山水庫除險(xiǎn)加固大壩經(jīng)滲流處理后整個(gè)大壩滲流符合設(shè)計(jì)規(guī)律，且大壩滲流較為穩(wěn)定，運(yùn)行正常。

3.3 大壩壩體斷面對比

通過有限元軟件繪制水庫除險(xiǎn)加固工程大壩斷面曲線圖，并分析整個(gè)斷面2019年8月18日的實(shí)際浸潤線結(jié)果表明，在正常蓄水位、設(shè)計(jì)洪水位和校核洪水位下，大壩壩體出逸滲透坡降從加固前的0.161、0.154和0.176分別增大至加固處理后的0.167、0.171和0.183，導(dǎo)致出逸段滲透坡降增大的原因主要在于下游坡腳處增設(shè)的排水溝水頭存在較大趨勢的變化以及下游干砌石貼坡的修建，所以，大壩發(fā)生滲透破壞的可能性較小。

在正常蓄水位、設(shè)計(jì)洪水位和校核洪水位下，下游壩坡加固后的出逸點(diǎn)高程分別減小0.18m、0.20m和0.32m，僅在排水溝底部存在出逸現(xiàn)象，且正常蓄水位所對應(yīng)的浸潤面高度平均降低0.13m，在總水頭中僅占比4.3%，所以，防滲加固措施實(shí)施后對降低壩段浸潤面效果顯著。

在正常蓄水位、設(shè)計(jì)洪水位和校核洪水位下，大壩混凝土面板東西側(cè)水頭減小0.20m、0.29m和0.38m，黏土防滲墻東西側(cè)水頭減小0.34m、0.30m和0.31m，水頭降低幅度較大，防滲效果明顯。所以，當(dāng)庫水位不同時(shí)，水庫除險(xiǎn)加固大壩混凝土面板和黏土防滲墻灌漿防滲加固效果具有較強(qiáng)的防滲作用，從而使加固前壩體滲漏嚴(yán)重的問題得到緩解，壩體抗?jié)B性能和滲透穩(wěn)定性均顯著改善，壩體抗水頭滲透的整體性能提升。對于庫水位較低的情況下，大壩混凝土面板防滲效果較差，通過灌漿防滲墻的建設(shè)使結(jié)構(gòu)防滲效果增強(qiáng)，對于高水位情況下，混凝土面板和黏土灌漿防滲墻可以發(fā)揮聯(lián)合防滲作用[3]。

4 結(jié) 論

文章對龍王山水庫除險(xiǎn)加固大壩壩體防滲漏加固效果進(jìn)行了對比分析，并借助信息化的方式對大壩防滲漏運(yùn)行效果進(jìn)行了監(jiān)測和分析，結(jié)果表明，大壩加固防滲處理效果達(dá)到了設(shè)計(jì)及相關(guān)規(guī)范要求，且分析結(jié)果表明，大壩防滲心墻滲透系數(shù)顯著提升，也達(dá)到了相關(guān)規(guī)范所規(guī)定的微透水-極微透水等級。龍王山水庫除險(xiǎn)加固大壩滲流加固處理后，大壩整體滲流更加具備規(guī)律性和穩(wěn)定性，整個(gè)大壩運(yùn)行過程也趨于正常。通過分析大壩實(shí)際浸潤線，并將其與設(shè)計(jì)值進(jìn)行比較表明，其取值與設(shè)計(jì)要求也更為相符，從不同側(cè)面表明了大壩內(nèi)部滲流已基本趨于穩(wěn)定狀態(tài)。