水库土坝渗漏原因研究和防渗加固设计

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1、水库土坝渗漏原因研究和防渗加固设计　　摘要：渗漏作为水库土坝坝体及坝基常见的病害之一，是影响水库功能发挥及质量安全的重要因素。本文结合工程应用实例，分析了土坝坝体渗漏产生的原因，着重围绕水库土坝基础防渗及坝身防渗设计工作进行探讨，并阐述了防渗加固处理方法，以供实践参考。关键词：水库土坝；渗漏问题；复合土工膜；防渗设计水库是城市水利基础设施建设的重要组成部分，担负着城乡供水、发电、防洪、灌溉和养殖等重任，在促进城乡的经济发展、改善生态环境和提高人民生活水平等方面发挥着至关重要的作用。目前我国许多水库为均质土坝，由于受到地质条件、人为活动

2、和环境破坏等因素的影响，加上大坝填筑质量普遍较差、坝基处理不彻底等情况，水库工程建成后土坝坝体时常会出现渗漏的现象，若不及时进行有效的处理，不仅会影响到水库整体的质量安全及功能的发挥，严重情况下还可能造成人员的伤亡及财产的损失。因此，水库管理人员必须重视土坝的防渗加固工作设计工作，采取必须的防渗处理方法，以确保水库的安全。1工程概况8广东梅州市睦贤水库自建成蓄水以来，一直存在坝基和坝体渗漏的问题。本次工程设计的目的是对坝身和坝基进行防渗堵漏及加高大坝，除险加固后，坝顶高程为46.2m，坝顶宽4.8m。2渗漏原因分析坝体填筑土为黄褐色碎

3、石粘土，碎石含量15%～25%，钻探发现坝体在坝轴线的浸润线高程为98.5m，土的状态在浸润线以上为坚硬～硬塑状，占55%，以下呈可塑土，占45%。土的干容重为13.57kN/m3，孔隙比为0.998，渗透系数为1.695×10-5cm/s，土的密实差，这是造成坝身渗漏的主要原因。填筑土以下为第四系残坡积层，成份以粘土为主，局部含碎石及铁锰结核，上部为耕植土，系坝基清基所残留，厚度0.5～4.5m，硬塑土占43%，可塑～软塑土占57%，土的干容重为13.66kN/m3，孔隙比为1.01，渗透系数为2.16×10-5cm/s。其下为黄褐

4、色粘土，结构密实，呈坚硬～硬塑状，干容重12.57kN/m3，孔隙比平均值为0.94，渗透系数为4.28×10-8cm/s，是良好的隔水层。因此，清基残留的耕植土层是坝基土体渗漏的主要层位。坝下基岩为白云质灰岩及泥质灰岩，岩石较破碎，岩溶裂隙发育，单位吸水量为0.496L/min·m·m，相对抗水线较深，建坝时未进行坝基处理，这是造成坝基严重渗漏的主要原因。3防渗堵漏设计83.1基础防渗3.1.1混凝土截水墙混凝土截水墙布置在大坝内坡脚，一直延伸到两边库岸相对不透水土层，C15混凝土墙厚1.2m，墙底超过坝基残留的耕植土层以下1m，墙

5、顶稍高出原地面，兼作护坡砌体的阻滑墙，最大墙高为3m，每15m长分一道沉降缝，缝内设止水。3.1.2帷幕灌浆在混凝土截水墙顶上布单排帷幕灌浆孔，孔距2m，孔径90mm，帷幕底部超过基岩相对抗水线（叫=0.05L/min·m·m）以下3m，采用循环式自上而下分段灌浆法灌浆，每一灌浆长度为5m，灌浆压力由现场试验确定。灌注5.2MPa新鲜普通硅酸盐纯水泥浆，遇溶洞吃浆量大时考虑掺黄砂，最大掺量不超过200%。3.2坝身防渗设计3.2.1复合土工膜土坝加固防渗处理一般选用复合土工膜。复合土工膜由土工膜与针刺无纺土工织物加热压合或用胶粘剂粘合

6、而成。土工膜起防渗作用，土工织物起排水和保护土工膜等作用。常用的复合土工膜为：聚乙烯（PE）膜，聚酯（涤纶）长丝土工布，分为一布一膜和二布一膜两种。8对于中低土坝防渗，选择复合土工膜的规格（膜厚和布重）时，主要考虑因素是：土工膜上面保护层的材料和施工难易程度，以及土工膜与坝面接触面的排水问题。高境水库属低坝，坝身采用二布一膜的复合土工膜防渗，规格为200g/0.2/200g，幅宽5m，每卷长60m。3.2.2复合土工膜防渗设计复合土工膜底边嵌入昆凝土截水墙内（嵌入长度≥0.8m），上边铺到高出校核洪水位0.5m，上边和左、右边埋人锚固

7、槽内，两边的锚固槽要开挖到库岸的不透水土层内至少0.5m，梯形断面，底宽0.6m，深度由现场确定，上边的锚固槽亦是梯形断面，底宽0.6m，深0.8m，复合土工膜贴着槽边铺设，回填30cm粘土夯实，再将外边折回，然后回填粘土分层夯实。在上边锚固槽和截水墙之间设二道防滑槽，斜距7m，防滑槽底宽0.4m，深0.6m，槽内回填粘土分层夯实。图1大坝剖面图本工程共铺设复合土工膜1.86万m2，由于坝较长，虽设有二道防滑槽，但每区块还有6000m2左右，为预防万一局部发生保护层滑坡或其它破坏事故而影响整体，每隔100m设一条垂直分隔带，其结构同上

8、边锚固槽。8复合土工膜上面的保护层垫层为粒径小于2cm的碎石，厚度15cm，垫层上面为厚10cm边长30cm的正六角形C15混凝土预制块护坡，干砌，水泥砂浆勾平缝压实抹光，正常蓄水位以下，每块混凝土预制块留l～2cm长的