任麗霞

（山西澤城西安水電有限公司，山西 太原 030002）

1 工程概況

南河水庫興利庫容為575.39萬m3，總庫容為780.11萬m3，工程等別為Ⅳ等，工程規(guī)模為?。ㄒ唬┬汀Ｖ饕ㄖ锇ù髩?、溢洪道、取水口、導(dǎo)流兼放空管等，為4級建筑物，次要建筑物及臨時建筑物為5級。本工程壩址區(qū)巖溶發(fā)育狀況以溶洞、溶孔和垂直裂隙和層面裂隙中溶隙現(xiàn)象為主，主要發(fā)育在奧陶系中統(tǒng)峰峰組白云質(zhì)灰?guī)r中，孔、洞呈不規(guī)則狀、豆?fàn)?、蜂窩狀等。溶洞內(nèi)主要為泥質(zhì)充填，含有少量碎石，充填物不能很好起到防滲作用。因此，壩址區(qū)屬于深部巖溶水補(bǔ)給區(qū)，巖溶發(fā)育強(qiáng)烈，滲漏嚴(yán)重。

庫區(qū)兩岸及河床基底由奧陶系中統(tǒng)峰峰組白云質(zhì)灰?guī)r夾泥質(zhì)灰?guī)r地層組成，由于產(chǎn)狀近于水平，垂直裂隙發(fā)育，為透水巖層。兩岸大部分庫段為第四系坡積黃土狀粉質(zhì)粘土所覆蓋，河床為沖洪積級配不良砂礫石所覆蓋。經(jīng)注水試驗，兩岸黃土狀粉質(zhì)粘土其天然滲透系數(shù)為2～4×10-3（cm/s），屬中等透水層，河床砂礫石層滲透系數(shù)為7～9×10-3（cm/s），屬中等透水層；基巖中由于垂直裂隙發(fā)育，使得巖溶溶孔、溶洞、溶隙發(fā)育，上部峰峰組巖組為透水巖層。因此，水庫兩岸無相對隔水層存在，庫盆底部相對隔水層埋藏太深。該水庫具備產(chǎn)生滲漏的地層巖性和水文地質(zhì)條件，水庫蓄水后，存在水庫滲漏問題，需對水庫進(jìn)行防滲處理。根據(jù)庫區(qū)地質(zhì)條件，采用垂直防滲處理較為困難，故采用全庫盆水平防滲處理。

2 防滲方案比選

根據(jù)已建工程經(jīng)驗，現(xiàn)擬在正常蓄水位以下河床及兩岸覆蓋層，采用鋪設(shè)防滲土工膜防滲方案和鋪設(shè)防滲粘土料防滲方案進(jìn)行綜合比選。

2.1 鋪設(shè)防滲土工膜防滲方案（方案1）

2.1.1 防滲范圍

對全庫盆進(jìn)行水平防滲處理，包括大壩庫底及庫區(qū)兩岸邊坡。其中，庫區(qū)兩岸邊坡防滲處理至超過最高水位0.42m處，即1173.00m高程。

2.1.2 防滲措施

（1）庫底

由壩腳至庫尾處庫底，全部采用復(fù)合土工膜進(jìn)行防滲。對庫底清表土、整坡，地勢較高處進(jìn)行土石方挖除，坑、溝、洼地進(jìn)行開挖料補(bǔ)填，整坡后庫底平均坡比0.02，桑后峪庫底平均坡比0.03，對溝庫底平均坡比0.05。

整坡后鋪設(shè)0.2m厚砂礫料墊層，作為復(fù)合土工膜下墊層，復(fù)合土工膜采用兩布一膜，自上而下依次為140g/m2土工布、1mm厚高密度聚乙烯（HDPE）土工膜、140g/m2土工布，膜上鋪設(shè)0.5m厚粘土保護(hù)層。

庫底與兩岸交接處設(shè)C20混凝土腳槽，腳槽截面尺寸為0.5m×1m（寬×高），用以固定庫底復(fù)合土工膜。同時，為增強(qiáng)庫底復(fù)合土工膜固定效果，在順?biāo)鞣较驇斓撞荚O(shè)C20混凝土腳槽，截面尺寸為0.5m×1m（寬×高），間距50m，布滿整個庫底。

復(fù)合土工膜下設(shè)置排水排氣盲溝，盲溝為碎石外包土工布組成，斷面尺寸為0.4m×0.2m（寬×高），間排距50m，在縱橫盲溝交匯處、庫底低洼處設(shè)置逆止閥，將膜下水氣排出。

（2）水庫庫尾、支溝入口及陡于1∶2的岸坡

兩岸邊坡每隔10m高程，設(shè)置一級寬2m馬道，高程分別為1148.00m、1158.00m、1168.00m、1173.00m。陡于1∶3.5的邊坡在垂直方向上，每5m設(shè)置一道抗滑槽，尺寸0.5m×0.9m（寬×高）；順?biāo)鞣较蛎扛?0m順坡向設(shè)置一道C20混凝土腳槽，尺寸0.5m×1.0m（寬×高）。

對上述位置的岸坡的防滲處理，為現(xiàn)澆C25鋼筋混凝土防滲面板，面板厚度0.3m，下設(shè)0.1m厚C15混凝土墊層。馬道內(nèi)側(cè)設(shè)C20混凝土腳槽，尺寸0.5m×0.5m（寬×高），腳槽和面板間采用銅片止水。

巖質(zhì)岸坡布設(shè)直徑25mm錨桿，錨桿長3.5m，間距3m×3m，梅花型布置，用以固定面板鋼筋網(wǎng)；土質(zhì)邊坡視地質(zhì)情況布設(shè)隨機(jī)錨桿。防滲處理至1173.00m高程，并在該高程設(shè)置C20混凝土截洪溝，矩形槽結(jié)構(gòu)，厚0.2m，槽寬0.4m，深0.4m。

（3）緩于1∶2的岸坡

除水庫庫尾、支溝入口及陡于1∶2的岸坡外，其余岸坡均采用復(fù)合土工膜進(jìn)行防滲。鋪設(shè)合土工膜前，對兩岸土質(zhì)邊坡進(jìn)行清表、整坡、碾壓，巖質(zhì)邊坡進(jìn)行清掃、清除松動石塊等工序。

兩岸邊坡每隔10m高程設(shè)置一級馬道，寬2m，高程分別為1148.00m、1158.00m、1168.00m、1173.00m。每級馬道內(nèi)側(cè)設(shè)置一道C20混凝土腳槽用以錨固復(fù)合土工膜，尺寸0.5m×1.0m（寬×高）。高程1173.00m馬道外側(cè)設(shè)置一道當(dāng)C20混凝土截洪溝，矩形槽結(jié)構(gòu)，槽寬0.4m深0.4m，壁厚0.2m。于岸坡上原沖溝處設(shè)置排水溝，尺寸同截洪溝，將截洪溝內(nèi)積水排入水庫中。

岸坡整坡碾壓后鋪設(shè)0.2m厚砂礫料墊層，作為復(fù)合土工膜下墊層，復(fù)合土工膜采用兩布一膜，自上而下依次為140g/m2土工布、1mm厚高密度聚乙烯（HDPE）土工膜、140g/m2土工布，膜上鋪設(shè)0.5m厚砂礫料。

復(fù)合土工膜下設(shè)置排水排氣盲溝，盲溝為碎石外包土工布組成，斷面尺寸為0.4m×0.2m（寬×高），間排距50m，盲溝與庫底盲溝貫通。

（4）鋪設(shè)防滲土工膜方案工程量

鋪設(shè)防滲土工膜方案工程量見表1所示。

表1 鋪設(shè)防滲土工膜方案工程量表

2.2 鋪設(shè)防滲粘土料防滲方案（方案2）

2.2.1 防滲范圍

對全庫盆進(jìn)行水平防滲處理，包括庫底及庫區(qū)兩岸邊坡。其中，庫區(qū)兩岸邊坡處理范圍為庫底至最高水位以上0.42m處，即1173.00m高程。

2.2.2 防滲措施（1）庫底

由壩腳至庫尾處庫底，全部采用鋪設(shè)粘土料進(jìn)行防滲。對庫底進(jìn)行清表土、開挖整坡，平均開挖深度5m，整坡后庫底平均坡比0.020，桑后峪庫底平均坡比0.03，對溝庫底平均坡比0.05。整坡后鋪設(shè)粘土料，壩腳處粘土料鋪設(shè)厚度8m，與大壩相接。庫底粘土料鋪設(shè)厚度由壩腳處至庫尾逐漸變薄，庫尾處粘土料鋪設(shè)厚度2m。

（2）兩岸土質(zhì)邊坡

兩岸土質(zhì)邊坡進(jìn)行清表土、整坡，每隔10m高程設(shè)置一級寬2m馬道，馬道高程分別為1148.00m、1158.00m、1168.00m、1173.00m。整坡后開挖坡比緩于1∶4的邊坡采用鋪設(shè)粘土料進(jìn)行防滲，粘土料鋪設(shè)厚度與同樁號庫底粘土鋪設(shè)厚度相同；陡于1∶4的邊坡，由于坡度大于粘土的水下休止角，易產(chǎn)生水下滑動，采用鋪設(shè)復(fù)合土工膜進(jìn)行防滲，復(fù)合土工膜鋪設(shè)與方案1中邊坡復(fù)合土工膜鋪設(shè)措施相同。

（3）兩岸巖質(zhì)邊坡

巖質(zhì)岸坡主要分布于對溝左岸及庫尾左岸段，對巖質(zhì)岸坡的防滲處理為現(xiàn)澆C25鋼筋混凝土防滲面板，面板厚度0.3m。巖質(zhì)岸坡布設(shè)直徑25mm錨桿，錨桿長3.5m，間距3m×3m，梅花型布置，用以固定面板鋼筋網(wǎng)。防滲處理至1177.00m高程，并在該高程開挖截洪溝，采用C20混凝土矩形槽結(jié)構(gòu)，槽寬0.4m，深0.4m，壁厚0.2m。

（4）方案工程量

鋪設(shè)防滲粘土料方案工程量見表2。

表2 鋪設(shè)防滲粘土料方案工程量表

3 防滲處理方案比選及結(jié)論

3.1 施工難度

方案1比方案2，開挖和填筑工程量相對較小，大壩填筑與水平防滲施工相互制約因素少，臨時道路布置方便；施工期降雨及洪水對水平防滲施工影響?。讳伳な┕ぽ^為簡單，施工工效高。從工程施工角度考慮，方案1優(yōu)于方案2。

3.2 防滲效果

方案1主要采用復(fù)合土工膜進(jìn)行防滲，復(fù)合土工膜材料滲透系數(shù)可達(dá)1×10-11cm/s，考慮到實際施工過程中，可能對復(fù)合土工膜局部造成破壞，降低復(fù)合土工膜防滲效果，初步可取復(fù)合土工膜材料滲透系數(shù)為1×10-10cm/s；方案2主要采用粘土料進(jìn)行防滲，粘土料經(jīng)碾壓后滲透系數(shù)可達(dá)1×10-5cm/s。通過滲流計算可知，方案1的單寬滲流量遠(yuǎn)小于方案2，方案1防滲效果要明顯優(yōu)于方案2。

3.3 工程投資

方案1投資6852.20萬元，方案2投資6228.65萬元，方案2較方案1投資少約289萬元。工程投資方面方案2略優(yōu)。

4 結(jié)論

綜合以上分析，本工程兩種防滲方案施工難度方面方案1占優(yōu)，工程投資方面方案2略優(yōu)于方案1，但考慮到本水庫為注入式水庫，庫水來之不易，方案1較方案2滲流量小，防滲效果更好，方案1可更有效地防止庫水流失，降低引水調(diào)蓄成本。故推薦鋪設(shè)防滲復(fù)合土工膜方案作為庫區(qū)防滲方案。