粘土斜墙防渗在小型水库加固中的应用

路伟亭

粘土斜墙防渗在小型水库加固中的应用

路伟亭

粘土斜墙防渗是将粘性土防渗体筑在坝体上游侧，斜卧在坝坡上，构成斜墙。斜墙下游侧的支承体由透水性较大的土料（石碴料、风化料、砂砾料等）或块石堆（砌）筑而成。

一、工程概况

安徽省某水库属淮河流域，集水面积3.8km2。水库枢纽防洪标准按10年一遇设计、50年一遇校核，设计灌溉面积1400亩，是一座以灌溉、防洪及水面养殖等综合利用为一体的小（2）型水库。该水库大坝为均质土坝，大坝存在清基不彻底，坝体与基础之间没有采取防渗措施，且结合处理不好，其接触面局部已成为渗漏通道，且大坝填筑时，质量控制不严，未经碾压或碾压不密实；坝段局部存在不同程度的渗漏，坝脚有散浸现象。经方案比较，大坝加固防渗体采用粘土斜墙。

二、粘土斜墙防渗设计

1.基面处理

将坝体予以修整，即将塌陷处予以填实，下部隆起超过粘土斜墙下游设计坝坡线的部分予以挖除。塌陷处的填筑土料，需满足坝身对土料的要求，填筑时须按要求分层碾压、夯实，压实度须达到0.96。

2.防渗体尺寸

土质防渗体的尺寸应满足控制渗透坡降和渗流量的要求，还要便于施工。本次加固设计拟采用机械化施工，斜墙顶部厚度应不小于1.5m，上游坡比为1∶2.5。斜墙在坝底部的厚度，须根据土料的容许水力坡降来决定，粘性土的容许水力坡降为5～7，且厚度不得小于3m，经计算得斜墙的底部水平宽度6.5m。

三、粘土斜墙施工

1.碾压试验

由于土料的离散特性，在粘土填筑前必须做碾压试验以确定合理的施工参数与压实机械，碾压试验是土料正式上坝前必须进行的一项工作，是一项重要的施工试验。根据土料的性质，选用最适合粘土压实的气胎碾作为压实机械。通过对试验结果分析，铺土厚度30cm，碾压6遍即可达到设计干密度1.55g/cm3，但为了保证碾压质量，防止由于人为疏忽而使个别部位漏压或欠压，最后确定粘土铺土厚度30cm，碾压遍数为8遍。另外，在土料发生变化时，及时进行碾压试验或复核试验，以保证碾压参数的合理性。

2.粘土填筑

粘土填筑时，主要控制好粘土断面尺寸及压实干密度，使之达到设计要求。

（1）粘土含水率控制

粘土含水率的控制是土坝防渗体施工质量控制的重要环节，也是粘土能否达到良好压实效果的基础，在施工中必须使粘土含水率处于最优含水率左右（一般在±3%内)，从而保证粘土在铺筑施工中能够达到最佳压实效果，发挥粘土的抗渗性能。上料前，质检人员先对含水率现场测试，保证满足含水率要求的粘土上坝，特别在雨季要增加测试次数，发现含水率变化及时调整；高温干旱季节，尽量缩短挖、装、运、平土的时间，及时碾压，使含水率损失降到最小。如含水率损失仍然较大，可采取适量洒水的方法解决。

（2）粘土压实质量的控制

为了保证防渗体的整体性，每层粘土填筑前，必须对结合面进行处理，通常需进行洒水、刨毛，并清除表面松土、砂砾及其他杂物，使结合面湿润均匀。结合面处理结束后，按碾压试验确定的铺土厚度铺料，然后进行粘土碾压。压实质量的主要检测内容是：干密度是否达到设计干密度1.55g/cm3。现场检查的内容是：表面是否平整，有无弹簧、起皮、脱空和剪力破坏现象。在现场施工中，做到严格按碾压试验确定的碾压遍数进行碾压，质检人员现场监督、检查，碾压结束后立即取样试验，不达到设计干密度决不能填下一层粘土，如发现不合格点，立即对不合格点代表的区域进行补压。如补压仍达不到设计要求，则清除不合格区域的粘土，重新填筑直至达到设计要求。为了加强边部及边坡的压实，施工中每填筑两层粘土后，用装载机在边部和边坡上来回碾压，使边部和边坡粘土的压实质量也达到设计和规范要求。

（3）雨季粘土施工的控制措施

为保证雨季粘土施工质量，采取以下措施：收听天气预报，掌握当地的天气变化情况，以便提前采取防雨措施；雨季粘土填筑时，作业面不要太长，而且随铺随压；粘土铺料时，使粘土面平整并有一定的横坡，以利于排水，减少粘土面上的积水；在施工现场备有一定数量的苫布，在突然降阵雨时，及时覆盖来不及碾压的作业段；在雨前，将推土机、气胎碾等大型机械开出作业面停放在坝壳区，下雨时和雨停后，作业面要封闭交通，禁止车辆通行；雨后要对粘土面进行处理，清除积水和含水率高的粘土，经检查合格后方可填筑下一层粘土。

四、结语

在土坝防渗技术不断发展的今天，应加大新技术、新工艺和新材料的应用力度，对于存在渗漏问题的土坝，应根据各土坝的水文地质条件及工程现状，通过多个技术方案的综合比较，选择造价合理、施工速度快、防渗效果好的措施进行防渗，实践证明，粘土斜墙防渗技术具有施工技术简单，所用粘土材料可就地取材，工程造价低、防渗效果好、施工质量容易控制等优点，适合在同类型水库坝体加固中推广应用■

（作者单位：安徽省·水利部淮委水利科学研究院 233000）