混凝土防渗墙在小仕阳水库中的应用

王保申，孟凡会

(1.山东省临沂水文水资源勘测局，山东 临沂276002;2.山东省水利勘测设计院，山东 济南250013)

混凝土防渗墙在小仕阳水库中的应用

王保申1，孟凡会2

(1.山东省临沂水文水资源勘测局，山东 临沂276002;2.山东省水利勘测设计院，山东 济南250013)

混凝土防渗墙是近年来应用广泛的一种地下连续式防渗措施，以山东省莒县小仕阳水库为实例，对混凝土防渗墙在水库除险加固工程中的应用进行分析讨论。通过对坝基除险加固前的渗漏情况和采用混凝土防渗墙成墙后的渗透系数进行对比，并采用高密度电法对成墙的连续性进行无损检测，通过渗透系数对比和高密度电法电阻率色谱图分析得出，混凝土防渗墙的使用能有效的解决水库坝基的渗漏问题。同时对混凝土防渗墙的更好应用进行了展望。

防渗墙;渗透系数;连续性;高密度电法

小仕阳水库位于莒县东北方向28 km处，沭河支流袁公河上，始建于1958年10月，1959年6月主体工程竣工。控制流域面积281 km2，“三查三定”水库总库容1.246亿 m3，加固后水库总库容1.364亿 m3，兴利库容0.686 3亿 m3。小仕阳水库是一座以防洪和农业灌溉为主，结合发电和水产养殖等综合利用的大(2)型水库。枢纽工程由主坝、副坝、溢洪道(闸)、副溢洪道、放水洞、水电站六部分组成。

1 原坝体渗漏情况

主坝坝型为均质坝和分区坝，桩号0+464～0+568段、0+560～0+970段为均质坝，0+180～0+560段为粘土心墙分区坝，心墙填筑主要为粘土，褐黄色、灰褐色，灰色，硬塑，土质岩性不均，局部夹有风化岩碎屑，无规律的掺杂浅灰色壤土。其标贯击数4～16击，平均8.7击，干密度1.48～1.69 g/cm3，平均 1.60 g/cm3。一般渗透系数 1.1 × 10－6～4.4 ×10－4cm/s，平均值 1.5 ×10－4cm/s，大值平均值 4.3 ×10－4cm/s。墙体渗水较严重，若随着渗水量的增大，水与坝体细颗粒一起带出坝体，空隙逐渐扩大，形成渗水通道，在水压力作用下，当空隙发展到一定的阶段后，坝体就会随着失稳，给下游的招贤镇及莒县县城沿河两岸24.5万亩耕地和30万人口的安全带来危害。

2 加固处理措施

本文以0+464～0+568段主坝坝体为研究对象，分析加固后的坝体防渗效果。确定坝体采用混凝土防渗墙进行加固，混凝土防渗墙是在软基中用机械造孔或挖槽，灌注混凝土建成的地下连续式防渗隔墙。

混凝土防渗墙的厚度应满足墙体抗渗性、耐久性、满足墙体应力和变形的要求，同时还应考虑到地质情况及施工设备等因素。根据已建成的混凝土防渗墙统计及《碾压式土石坝设计规范》(SL274－2001)统计分析，确定混凝土防渗墙墙体厚度为0.6 m，考虑防渗墙的入岩情况及适应变形能力根据高程的不同选用两种不同的墙体材料，下部4.0 m为C10砼，以上采用塑性砼，其抗压强度设计值大于5.0 MPa，28 d弹性模量控制在1.5～2×104MPa，渗透系数不大于10～7 cm/s。砼防渗墙轴线布置在坝轴线上游1.65 m处，顶高程为158.50 m，采用液压抓斗和冲击钻施工，入中风化岩1.0 mm。

表1 0+464～0+568段塑性防渗墙混凝土配合比kg

3 防渗墙质量检测

防渗墙质量的检测包括墙体连续性检测和墙体物理性质检测。

3.1 墙体连续性

对加固后的0+464～0+568段混凝土防渗墙墙体采用高密度电阻率测试方法进行检测。高密度电法是将直流电通过接地电极供入地下，建立稳定的人工电场，在地表观测某点的垂直方向(电测深)或某剖面的水平方向的电阻率变化，从而了解岩层的分布或地质构特点。防渗墙在浇注时，由于墙体材料基本相同，其电阻率可视为基本一致;在浇注过程中，若存在漏浇、欠浇或各槽段连接不好，防渗墙出现空洞等质量隐患时，隐患处的电阻率与其他完整防渗墙的电阻率有一定的差异，这为检测提供了前提条件。

高密度电法属于电阻率法，与常规的电阻率法不同的是一次设置较多的测试电极，一次勘探过程完成纵横2维的勘探测试。该方法观测精度较高，提供的信息数据量较大，适用于水文地质、工程地质勘探与环境调查，进行地下埋藏物探测，堤防隐患探测。高密度电阻率法是一种剖面法和电测深法的组合式剖面装置，对地电结构具有一定的成像功能。因此，墙体裂缝、空洞、不均匀体、软弱层、透水体等在探测成果图上均有所反映。将高密度电法测试数据进行数据格式转换、数据拼接、进行必要的校正、对非值排除修正，外轮廓线数据输入;通过数据处理软件包处理计算，最后打印出视电阻率剖面;通过不同岩体、土层不同的电阻率差异，对物探电阻率剖面分析解释，结合原有地质资料，对物探资料进行综合分析。

本文对莒县小仕阳水库主坝防渗墙桩号0+464～0+568段防渗墙进行高密度电法进行物探测试，高密度电法电阻率色谱图分析解释如下:高阻区域贯穿整条测线，视电阻率比较均匀，无明显异常反映。

图1 0+464～0+568段混凝土防渗墙物探图

3.2 墙体渗透系数

墙体渗透系数的检测分别采用了注水试验和室内试验两种方法。采用注水试验检测大坝混凝土防渗墙抗渗等级，结果见表2。抽检主坝混凝土防渗墙工程渗透试块1组，抽检位置为桩号0+475，渗透系数检测结果见表3。

表2 防渗墙注水试验结果表

表3 防渗墙渗透系数检测结果表

由表2及表3可见，注水试验测得大坝桩号混凝土防渗墙墙体渗透系数8.56×10－8cm/s，桩号0+475处混凝土试块渗透系数为3.4×10－8cm/s，满足设计混凝土防渗墙体渗透系数不大于10－7cm/s要求。

4 总结

通过小仕阳水库的实例可以看到，混凝土防渗墙的使用，有效的减少了通过坝体的渗流量。混凝土防渗效果显著，可靠度高，且防渗体结构连续，整体性好。从使用角度看，混凝土防渗墙适用性强，不受心墙土质情况影响。因此，混凝土防渗墙可彻底解决心墙渗透系数不满足要求的问题，还可以解决心墙齿墙与基岩接合处清基不彻底、接触冲刷等问题。

随着我国国民经济的发展，我国水资源的利用也将得到进一步的开发，对水利水电工程中的混凝土防渗墙工程，会不断提出更高更新的要求。我们应针对水利水电工程地基的关键技术，如新装备、新工艺、新材料，自动控制等展开协同攻关，总结经验，找出规律，加强理论研究，以促进防渗墙技术的不断全面发展，迎接我国21世纪水利水电建设的新高潮。

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1004－1184(2012)03－0177－02

2012－02－15

王保申(1971－)，男，山东郯城人，工程师，主要从事水文水资源管理工作。