城固县堰沟河水库大坝混凝土防渗墙施工方法探讨

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发布时间：2021-09-08

资料介绍

城固县堰沟河水库大坝混凝土防渗墙施工方法探讨
丁文建王严
(城固县水工队陕西城固723200)
摘要堰沟河水库是城固县综合利用的重点小(一)型水库，但坝体心墙高度不符合规范要求，以及坝
体出现的渗水问题影响其正常运行及坝体安全和下游安全。本文着重对堰沟河水库大坝除险加
固施工方案进行论述和比较分析，以期对水库大坝除险加固有一定借鉴意义。
关键词水库；大坝；防渗墙；方案；探讨
中图分类号：TV543．8 文献标识码：B
1工程概况
城同县堰沟河水库位于汉江一级支流堰
沟河出谷口处，属河谷型水库。坝址位于三合
镇余观村，距县城3km。水库于1969年9月动
T，1974年5月建成并投入运行。坝址以上控
制流域面积147km ，总库容515万m ，其中设
计核定兴利库容1 80万m3,滞洪库容200万m ，
死库容20万nfl 。水库设计灌溉面积1．0万亩，
有效灌溉而积0．71万亩，是一座以农田灌溉
为主，兼防洪、发电、水产养殖等综合利用的
小(～ )型水库。
水库枢纽l 程属四等，主要建筑物级别为
四级。主要包括心墙大坝，溢洪道和放水建筑
物三部分组成。最大坝高27．1m，坝顶宽5m，坝
顶长l20rn，坝顶高程530．60m。开敞式侧堰溢
洪道位于左岸山坡，基本与土坝轴线垂直，泄
流段南三级陡坡跌水组成。溢流堰顶高程
523．50m (原堰顶高程521．0m)，设计堰顶宽
35m，实测原堰顶宽仅26m，溢洪道渠槽宽
22m，一级跌差14．53m，二级跌差5．5m，j级跌
差2．0m，总跌差23．1m，总长度454 m。输水建
筑物南放水塔和放水涵洞组成，位于大坝右
端。无压涵洞长84m，设计引水流量为3rn-3／s，输
水洞进口高程511．00m，放水塔高19．6m(原塔
高16．4m)，启闭机室地面高程530．60m。
堰沟河水库保护下游城固县城、三合镇、
阳安铁路、108国道、316国道、西汉高速公路
以及9．5万人口与1．5万亩农田。
2大坝存在的主要问题
大坝结构存在严重缺陷( t3墙高度不满
足《规范》要求，坝基渗流稳定超限)，原心墙
高程523m，设计水位下心墙高程需528．3m，心
墙需加高5．3m；校核水位下心墙高程需
529．4m，心墙需加高6．4m。洪水期间大坝背水
坡524m高程以上2m～3m渗水严重。2005年
水库除险加同设计时，遵照水库除险加固的
同时兼顾] 程效益的原则，根据径流调节计
算成果，水库正常蓄水位须在523．50m高程才
能满足灌区用水需要，水库调洪计算成果表
明：在大坝不加高的情况下，正常蓄水位可抬
高3．10m，具有增加兴利库容的空间；正常蓄
水位由521．0m提高到523．50m，坝高能满足
要求，大坝上下游边坡稳定安全系数亦可满
足，原溢洪道亦具备溢流堰加高条件；说明正
常蓄水位由521．0m提高到523．50m是可行
的。故确定正常蓄水位523．50m，以满足灌溉
用水要求。为满足灌溉需求堰顶加高到
523．5m，心墙需加高至529．4m才能满足规范
要求。另外，迎水坡砌护高度不够，原砌护破
烂损坏严重，出现渗漏现象。
3工程地质概况
T程区位于秦岭与巴山之间杨子准地台
北部边缘之“汉南台拱”中部地段。岩性以比
较单一的下元古代末期侵入汉南杂岩体构
成，地壳运动以间歇性上升为主，区域构造比
较简单。主要断层北部为洋(县)～勉(县)断
裂，距测区直线距离大于6 km；南部为二里坝
一曹家坝断层，该断层走向N75。w，延伸长
度约150km，在二里坝尖灭，距测区直线距离
大于10km。
工程区位于下元古代侵入的花岗岩岩基
上，远离区域性活断层，区域构造基本稳定。
地震基本烈度建议为6度。
4大坝坝体防渗方案
堰沟河水库除险加固初步设计中，大坝
除险加固列出三种方案：粘土心墙防渗方案
(方案一)；槽钻钻孔现浇砼防渗墙方案(方案
二)；帷幕防渗方案(方案三)进行比较。
4．1粘土心墙防渗方案
粘土心墙防渗方案(方案一)主要通过大开
挖，挖运走原粘土心墙以上的透水砂质土，裸露
出原心墙，在其上回填粘土并碾压达到设计密
度。达到设计高度后，进行原坝壳土碾压回填。优
点是防渗效果好，施简单。缺点是施工期长，土
方量大，需放空水库，影响灌溉，受夏季汛期影
响，只能冬季施工。鉴于坝顶又是水库上游当地
村庄主要交通道路，长期施T严重影响上游村民
出行及农产品运输，建议不采用此方案。此方案
经概算需坝体土方开挖9360m ，粘土心墙回填
土1785m ，坝体回填土6455m ，修建交通便道
8．0万元，总投资60．6O万元。
4_2槽钻钻孔现浇砼防渗墙
槽钻钻孔混凝土防渗墙是在松散透水地
基或土石坝坝体中连续钻孔成槽的桩柱型防
渗墙，以泥浆固壁，在泥浆护壁下现浇筑砼而
成，起防渗作用的连续墙。
堰沟河水库大坝现状，槽钻钻孔现浇砼防
渗墙(方案二)，采用c15素混凝土防渗墙进
行防渗加固处理方案。经计算选用钻孔孔径
600mm，4．4m接头孔一眼，孔径800mm。防渗
墙的优点在于防渗效果可靠，墙体的渗透和力
学性能可根据地质和结构进行设计和控制，可
以适应各种地质条件，最大优点可以在施’E时
不需要放空水库，不会影响灌溉和水库的其他
使用功能，防渗效果好；土石方工程量小。但
施工规模大、技术要求高，一旦开工要求连续
作业。缺点：]-序多，防渗墙为隐蔽T程，若发
生质量问题，重新处理比较困难。堰沟河水库
大坝除险加同槽钻钻孔混凝土防渗墙方案经
概算：槽钻成槽120m；砼防渗墙672m ，回填
土220m ，交通便道3万元，其他费用4万元，
总投资57．43万元。
鉴于此方案防渗效果好，及考虑渗漏带来
问题的严重性，加之造价较低，推荐选用此方
案。比选过程如表4—1所示。
4-3帷幕防渗
帷幕防渗优点是：不破坏原坝体；T期短，
7 序少；施1二干扰小。缺点是：防渗效果欠佳；
投资较大。堰沟河水库大坝除险加同帷幕防
渗方案经概算：钻孔总进尺1080m，灌浆总进
尺840m，总投资61．41万元。
根据堰沟河水库地质特点，选用水泥浆液
作为胶凝材料。根据经验回填砂土帷幕灌浆
防渗效果欠佳，堰沟河水库地理位置特殊，下
游有堰宾公园、西汉高速、阳安铁路、村庄及县
城较近，一旦失事损失较大。此方案不在采用。