浅谈土坝混凝土防渗墙设计在水利工程中的应用

王相乐 唐桂华 张定华

（河南灵捷水利勘测设计研究有限公司，河南南阳 473000）

浅谈土坝混凝土防渗墙设计在水利工程中的应用

王相乐 唐桂华 张定华

（河南灵捷水利勘测设计研究有限公司，河南南阳 473000）

随着时代的进步和社会经济的发展，我国塑性混凝土防渗墙施工工艺技术日趋成熟，因为其一系列的优点，如较好的抗渗性能、较大的极限应变值和较强的适应变形能力等，因此被广泛的应用到水利工程中。土坝混凝土防渗墙的设计需要充分结合工程具体情况来进行，保证工程质量，将防渗墙的作用给充分发挥出来。本文以某水库防渗加固工程为例，分析了土坝混凝土防渗墙设计在水利工程中的应用，希望可以提供一些有价值的参考意见。

水利工程；混凝土防渗墙；应用

经过近些年的发展，混凝土防渗墙施工技术已经日趋成熟，在水利工程防渗加固中，开始在土坝防渗加固方面广泛应用混凝土防渗墙技术。混凝土防渗墙的设计并不是一项简单的工作，需要综合考虑诸多方面的内容，结合工程的具体情况，选择合理的设计方案，保证工程质量。

1 工程概述

某水库在上个世纪八十年代竣工，水库坝址以上控制集雨面积达到了3平方千米，水库设计洪水位和校核洪水位分别为78.15米和78.75米，正常蓄水位可以达到75米。水库采用的是碾压式均质土坝坝体，坝顶高层、长度以及宽度分别为85米、145米和4.5米。通过近些年的运行发现本水库存在着诸多的问题，如没有彻底地进行坝基清基，坝基有着较厚的透水层，大坝土质有着较大的含砂率，这样就会出现较大的渗漏量，影响到水库运行的安全。

2 防渗加固方案选择

根据相关的资料表明，本水库只有较为疏松的土质，有着较大的含砂率，坝址位置有着较大的埋深，两坝肩基岩有着较大的透水率。经过分析研究，我们采用了混凝土防渗墙，这是因为坝基有着较厚的透水层，如果采用黏土截水槽，就会有较大的工程量和施工难度。而采用混凝土防渗墙技术，则可以降低施工难度，有着较快的施工进度，并且工程造价成本可以得到大大的降低，有着较好的防渗效果。

3 土坝混凝土防渗墙设计

一是合理设计黏土斜墙：结合工程具体情况，依据相关的施工要求，同时，将机械施工的最小宽度充分纳入考虑范围，对斜墙顶部的厚度进行了考虑，最终将2.5米作为了斜墙顶部厚度，底部厚度在3米以上。校核洪水位高程就是斜墙顶部高程，将过渡层合理设置于斜墙两侧和坝壳之间，这样斜墙黏土颗粒才不会被防渗流所冲走，并且还可以更加紧密的结合坝壳。从斜墙底部开始设置过渡层，一直向顶部延伸。

二是混凝土截水墙设计：结合本工程墙体的抗压强度、弹性模量、渗透系数以及允许渗透比降等指标，对材料规格做出了明确要求，要求选择32.5以上等级强度的水泥，控制黏土含粘粒量在50以上，选择的砂应该具有较高的石英含量，那么河砂就是比较好的选择，要均匀连续的设置级配曲线，严格控制细度模数。对于粗骨料来讲，可以有多种选择，比如人工碎石、天然卵石等，要严格控制石子的粒径尺寸，保证最大骨料粒径在20毫米以内，保证其连续起来，这样组成的曲线才足够平滑。

三是控制混凝土防渗墙厚度：要综合考虑诸多方面的因素来控制防渗墙厚度，保证确定的厚度可以促使防渗墙具备较好的抗渗性能，并且结构强度要求和变形要求也可以满足，同时，还需要将施工设备方面的因素充分考虑。在实际施工中，一般情况下还需要将适当的黏土掺加到混凝土中，这样混凝土防渗墙的柔性就可以得到增强，对于较大变形也可以适应，避免有裂缝出现。一般情况下，混凝土防渗墙为40到80之间的允许坡降，墙厚度在0.6米到0.8米之间；在本工程中，结合相关因素，如强度、施工等，最终将0.7米作为了防渗墙厚度。

四是选择混凝土防渗墙深度：因为不管怎么清理，必然会有一定的泥浆、岩粉以及碎屑等沉淀物或者淤积层存在于槽底，那么就需要向基岩中深入一定的防渗墙，这样才可以促使防身效果得到提升。在弱风化基岩方面，要保证混凝土防渗墙的嵌入深度在0.5米以上。

五是混凝土防渗墙顶部和防渗墙的结合处理：要结合工程具体情况，依据相关要求和标准，采取一系列的措施来科学处理混凝土墙顶部和防渗体的结合，因为有砂卵石沉降发生于防渗墙两侧，那么就会导致不均匀沉降问题出现于防渗体上，有附加压力作用到防渗墙上，这种附加压力要远远大于土桩静压力，因此，经常会有塑性破坏问题出现于防渗墙和防渗体结合处，导致漏水现象的出现，需要引起人们的重视。针对这种问题，就需要向防渗体中深入一定深度的防渗墙，保证接触渗径符合相关要求，一般来讲，要按照防渗体上下游水头差来设置接触渗径，控制在其的五分之一或者四分之一左右。要在地面立模浇筑混凝土墙深入防渗体中的部分，保证其具有平滑的表面，一般做成其楔形，并且将高塑性黏土填筑在它的周围，做好夯实工作。

4 结语

通过上文的叙述分析我们可以得知，因为混凝土防渗墙技术具有一系列的优点，如不需要较高的造价成本、施工量较小和抗渗性能较好等，已经被广泛应用于水利工程中；经过近些年的发展，混凝土防渗墙技术已经日趋成熟，但是通过调查发现，在应用过程中，还存在着诸多的问题，需要引起人们足够的重视。相关的设计人员需要不断学习，提高自身专业技术水平，同时，还需要总结工程经验，设计出更好的混凝土防渗墙，将防渗墙的作用给最大限度的发挥出来。

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