库盘防渗处理方法及技术

7.3.5.1 库盘现状及存在的主要问题

1.库盘现状

锡伯提水库库盘面积约为0.456km2,库盘内土层厚度分布不均,且差异较大。沟谷东西两侧随着地势的增高,土层逐渐变厚。沟谷谷底为冲洪积的砾石。水库修建时为防止和减少库区渗漏,库区内采用塑膜铺盖防渗,铺盖范围包括库区所有砾石出露部位和低液限粉土和低液限黏土层厚度不足该点设计水深1/4的地方。水库库盘内裂缝和渗漏漏斗特别发育,勘察期共发现渗漏漏斗52个,大型裂缝(宽不小于5cm)76条。

库盘内渗漏漏斗和裂缝主要发育于973.00～980.00m高程处,即死库容以上铺膜部分。裂缝呈网格状纵横交错,渗漏漏斗则发育于裂缝交汇处。这些呈网格状纵横交错分布的渗漏漏斗及裂缝成为库盘内库水渗漏的主要通道。

2.库盘渗漏原因

库盘的渗漏原因主要是：①位于深槽区的人工铺盖破坏；②黄土天然铺盖开裂。

库区深槽段由于天然黄土薄,工程建设时采用铺设塑料薄膜防渗,由于塑料膜强度低,加之运行过程中承受较大水头等原因,人工铺盖损坏严重,难以起到很好的防渗作用,是库区渗漏的主要部位。

黄土相对较厚的其他段,黄土厚度分布不均匀,两岸厚度较大,向河槽方向厚度逐渐减薄。由于天然黄土相对疏松,在水库水位降低,库区黄土裸露后,黄土失水收缩,产生干缩裂缝,当裂缝贯穿黄土覆盖层至下部透水层时,即会发生渗漏现象。

7.3.5.2 库盘防渗加固设计

库盘覆盖层由低液限粉土、低液限黏土和含细粒土砾组成。低液限粉土和低液限黏土的渗透系数为9.53×10-6～1.35×10-4cm/s,属弱微透水层。库盘的漏水不是由于库盘土的防渗性,而是由于库盘土的湿陷性未进行处理,水库蓄水后库盘土大范围湿陷开裂。库盘黏土下为渗透系数1.56×10-3～5.14×10-3cm/s的卵砾石层,属中等透水层,库水即通过库盘内的裂缝和漏斗垂直渗透而下。

库盘的低液限黏土的黏粒含量在20%以上,低液限粉土的黏粒含量在18%左右,有机物、残渣及含盐量都较低,因此,库盘内的原状土完全可以满足黏土铺盖涂料的要求。

库盘渗漏处理是利用库区黄土厚度大、储量多的特点,对库盘内的黄土进行翻倒、调配、碾压形成新的天然防渗铺盖,并对深槽段土层较薄的区域,进行黄土回填,形成新的水平防渗铺盖。

由于水库淤积严重,水库坝前淤积层与原地形相比最深达10m以上,淤积顶面高程最低为970.50m左右。淤积层主要为土,含水量很高。根据库盘淤土实际情况,库盘处理采取以下措施。

(1)自大坝最大断面坡脚以外100m范围内,清淤0.3m后铺设复合土工膜水平铺盖,复合土工膜采用一布一膜,规格为200g/0.5mm,土工织物采用短丝。复合土工膜技术指标需符合规范要求。

水平铺盖复合土工膜铺设膜面向下,土工织物向上,在坡脚混凝土止滑槽以外2m与坝坡复合土工膜焊接。膜下铺筑0.3m厚的土料,碾压密实；膜上铺筑0.8m厚的土料,在其上铺筑0.2m厚的戈壁料保护层。

水平铺盖末端埋设在坡比为1:1,宽2m、深2m的锚固槽中,土工膜在锚固槽内回折1m,锚固槽内回填土料,碾压密实。(www.xing528.com)

水平铺设复合土工膜应与接触面吻合平整,松紧适度。

(2)无土工膜的河床部位,直接铺设0.5m厚的戈壁料,振动碾碾压4～5遍。

(3)对于河床卵砾石出露部位,将卵砾石按设计厚度挖除后,铺设土料,铺土前用振动碾将基础碾压4遍。

(4)鉴于库盘土失水干裂严重,需要在翻碾后的土层表面设0.2m厚的戈壁料保护层。

(5)为减少库内淤积,将泄水涵洞进口至上游的基础面作平顺,坡向涵洞,使水流能够顺利将泥沙带走。

(6)所有回填的戈壁料中细粒含量控制在40%左右。

其余部位的黏土铺盖设计：坝上400.00m黏土铺盖底部厚度为2m,坝上645.00m黏土铺盖底部厚度为1m,坝上800.00m黏土铺盖底部厚度为1m,左右岸985.00m高程黏土铺盖按0.5m控制。

库区覆盖层不均匀系数CU为18.15左右,小于0.075mm颗粒含量为70%左右,小 于85%,D15＝0.224～0.084mm＜0.7mm,完全符合《碾压式土石坝设计规范》(SL 274—2001)中B.0.5对滤土的要求。因此黏土铺盖与河床卵砾石之间不需设反滤层。

在水流入库口20m范围铺设0.10m厚坝坡拆除的护坡混凝土板,防止水流冲刷。

7.3.5.3 库盘铺盖施工

库盘铺盖施工应注意以下问题。

(1)清除库盘内的杂草、树根、硬块土等杂物及淤积物。

(2)黏土回填应分层碾压。黏土回填碾压试验可参照以下参数进行：铺料厚度0.2～0.4m,碾压遍数4～6遍。

回填应根据现场生产性试验确定的最终参数进行施工。经压实后的土料,压实度92%以上,干密度应不低于1.65g/cm3。