五峰秦家湾水库防渗加固设计

第第页五峰秦家湾水库防渗加固设计摘要：秦家湾水库于1971年1月动工兴建，1972年12月基本完成，受当时施工技术条件限制，水库运行40年后，下游坝面出现潮湿、长青苔现象。文章以秦家湾水库的工程地质条件和具体情况，对水库存在的渗漏问题，提出了相应的防渗加固措施，效果明显，水库枢纽已经正常运行，对水库发挥社会经济效益具有重要意义。

关键词：秦家湾水库；除险加固；防渗；土石坝

引言

我国是世界上拥有水库最多、总库容最大的国家，水库的正常运行对国民生活具有十分重要的意义。我国现有水库多数是在“”和十年动乱期间兴建的，在特殊的历史背景下，由于缺乏科学知识，多数为“三边”工程。到目前水库已运行三四十年，各种水库病害逐渐显现出来，而渗漏是其中最普遍，也是最突出的问题。文章通过对五峰秦家湾水库的防渗处理措施进行分析和总结，具有一定的现实意义。

1工程概况

秦家湾水库位于湖北省秦家湾五峰土家族自治县五峰镇茅坪村，距五峰镇35km，属长江流域五峰天池河流域上游右岸一潮湿山溪小支流上，是一座以防洪、灌溉、人畜饮水等综合利用的小（2）型水库，总库容为13.52万立方米。水库坝顶高程1112.02m，坝高11.80m，坝顶宽度3m。近几年，水库下游坝面出现潮湿问题，坝脚也有漏水现象。为保证下游2000亩农田和1000人的生命和财产安全，水库防渗加固处理已是刻不容缓。

2工程地质

2.1坝基工程地质

坝基岩体由志留系下统（S1lm）页岩构成，分为基岩强风化带、中等风化带。秦家湾水库大坝建坝时，对大坝地基强风化页岩层未进行抽槽，只清除了表层松散耕植土和部分角砾夹粉质粘土，根据钻探揭露和调查，大坝坝基直接坐落在强风化页岩上。

2.2大坝填土工程地质

大坝为均质土坝，填筑土料主要来源于水库左岸第四系全新统残坡积角砾夹粉质粘土、砾砂。角砾、砾砂物质成分为以页岩、泥质粉砂岩为主，多呈强风化状，褐黄色。填土碾压方式主要为人工夯实。根据现场注水试验结果，坝体填土的渗透系数为2.33×10-4cm/s，大值平均值为3.72×10-4cm/s，为中等透水性，坝体会出现渗漏及渗透变形，危及大坝安全。

通过对水库大坝的调查和相关的地质勘察，坝体和坝基均存在渗漏问题，不满足水库的正常运行标准，存在安全隐患，经安全鉴定为三类坝，需进行防渗加固处理。

3水库防渗加固设计

大坝为均质土坝，经研究，采用“高喷灌浆+复合土工膜”方案较经济适宜。在1106.00m高程以上坝面进行复合土工膜防渗；又根据坝基岩体由志留系下统（S1lm）页岩构成，分为基岩强风化带、中等风化带，填筑坝体为均质土坝的特点，在坝面1106.00m高程以下加固防渗处理设计上进行了高压旋喷灌浆和高压摆喷灌浆两种加固防渗处理方案的比较研究。

3.1复合土工膜防渗

本工程土工膜的防渗水头为10m左右，水压力较小，根据计算，可选规格为250g/m2/0.5mm/250g/m2的两布一膜的复合土工膜。为保护土工膜，先对原上游坝面进行碾压整形，整坡后再铺设0.10m厚的粗砂垫层，然后铺设复合土工膜。复合土工膜下部埋入1106.00高程处的防滑齿墙内，坝肩处埋入混凝土路肩内，形成封闭的防渗系统。

3.2高喷灌浆防渗

高喷灌浆可分为高压旋喷灌浆和高压摆喷灌浆，两者都有独自的特点。方案对比如表1所示。

由于下游坡脚已有排水棱体，大坝也能满足防渗和安全运行要求，投资较低，因此大坝下部采用高压摆喷灌浆处理。

3.3排水棱体整治

现场调查发现排水棱体表面不平、局部块石缺失。对排水棱体进行整修，采用干砌块石填筑，维持原排水棱体断面不变，在排水棱体坝顶及坝脚设纵向排水沟。

4大坝渗流计算

本次大坝渗流计算采用有限单元二维稳定渗流计算方法，渗流计算的流场控制均建立在拉普拉斯方程的基础上。即：

不同工况加固前和加固后所得的计算成果如表2、表3所示。

根据表2和表3可知，坝体经采用高压摆喷灌浆和复合土工膜防渗处理后后，大坝单宽渗流量显著降低，坝体下游侧最大渗透坡降也小于坝体的允许渗透坡降值0.64，浸润线在各种工况下均从排水棱中出逸，满足要求。

5结束语

病险水库大坝除险加固工程中的加固防渗设计是工程中的重要方面，我国众多的中小型病险水库大坝普遍存在渗漏和渗透稳定的病害问题。不同水库往往存在不同的问题，根据土石坝的工程地质条件、产生病害的不同原因，我们可以选择不同的多种施工技术，并进行方案比较，综合治理病险水库大坝，不仅质量能够得到保证，工程投资也更低。

参考文献

[1]白永年，等.中国堤坝防渗加固新技术[M].北京：中国水利水电出版社，2001.

[2]DL/T5200-2004.水利水电高压喷射灌浆技术规范[S].北京：中国电力出版社，2005.

[3]钮新强.水库病害特点及除险加固技术[J].岩土工程学报，2010，1：153-157.

[4]严祖文，魏迎奇，张国栋.病险水库除险加固现状分析及对策[J].水利水电技术，2010，10：