混凝土防渗墙在水库大坝防渗补强中的应用

混凝土防渗墙作为病险水库大坝防渗补强措施虽在20世纪60年代初就已有高度较矮的坝体开始应用，但由于混凝土防渗墙计算理论尚不成熟和防渗墙在坝体中边界条件的复杂性，在墙体高、宽比相差很大的情况下，能否将混凝土防渗墙作为险库高坝防渗补强措施，没有经验可借鉴，故该项技术引进我国后很长一段时间只作为大坝坝基防渗措施。

混凝土防渗墙技术开始作为高坝坝体防渗补强措施，要从碧口水电站大坝心墙防渗补强谈起。

碧口水电站：粘土心墙堆石坝，坝高101m。该坝修建正是文化大革命时期，追求速度有余，科学态度不足。当坝高填筑到40m时，发现粘土心墙出了纰漏：如坝壳同心墙间未设反滤；粘土心墙内有贯通上下游光滑层面渗水通道；心墙碾压不实，坝体松散，容重偏低等。灌浆试验失败后，通过几种计算理论和公式计算比较和专家研究论证，在听取了专业技术人员施工经验介绍的基础上，决定采用混凝土防渗墙对大坝作防渗处理。在坝轴线下游12m处建造了一道墙厚0.8m、墙深65.5m（为当时全国已建防渗墙深度之最）的混凝土防渗墙。防渗墙穿过40m心墙、24m砂卵石覆盖层，嵌入相对不透水层凝灰岩1.5m，截水面积7000m2，构成一道封闭式防渗帷幕。

1976年电站建成第一台机组发电，至今水库已安全运行30多年，库水位最高时，坝后从未发现渗水，防渗墙防渗效果显著。

继碧口水电站之后，柘林水库根据65.5m深混凝土防渗墙的施工经验和防渗效果，一改原对方案举棋不定的局面，大胆地采用了混凝土防渗墙技术，对柘林水库大坝进行加固。

柘林水库库容73亿m3，大坝坝高63.5m，为粘土心墙土坝。文化大革命时期兴建，工程竣工后未投入运行即发现坝体容重普遍偏低，局部坝体土松散，有多条纵横裂缝，难于蓄水运行，是一个典型的大库容（土坝全国第一）、大病库和大险坝，国内影响很大。

1976～1977年，水电部调用水电基础局有限公司前身，原承建碧口水电站大坝补强混凝土防渗墙施工队伍对柘林水库大坝心墙做了“开膛破肚”手术，用混凝土防渗墙对大坝做了补强防渗加固。1978年水库正常蓄水运行，防渗墙防渗效果非常明显，坝后未发生漏水情况。至今水库已高水位运行30余年，大坝安全无恙。(www.xing528.com)

继柘林水库之后，病险水库大坝防渗补强无论坝体高低纷纷采用了混凝土防渗墙方案。据不完全统计，至今用于病险水库大坝防渗补强的混凝土防渗墙总面积已达100多万m2，其中河北省黄壁庄水库副坝防渗补强混凝土防渗墙单墙面积就达20多万m2，为世界单墙工程量之最。这些混凝土防渗墙防渗效果显著，所有原坝后渗水通道、管涌、出水点高及大面积潮湿，塌坑等现象都分别消除，充分发挥了水库或电站的效益。

混凝土防渗墙加固大坝效果较好的原因：

（1）混凝土防渗墙施工基本不受地层和孔深的限制，墙的底部嵌入了相对不透水层（松花坝水库、姐勒水库分别嵌入断层达32m和46m之多）从上到下构成了一个完整的、封闭式帷幕，切断了所有渗水通道。

（2）混凝土材料的抗渗性能可根据工程需要而定。根据经验，已建混凝土防渗墙抗渗指标取值：坝高大于等于60m，抗渗标号为W8；35m≤坝高≤60m时，抗渗标号为W6；坝高小于35m时，抗渗标号W4～W6。通过经验公式换算，W2就相当于K=n×10-7cm/s，所以混凝土防渗墙的防渗能力远远大于其他的防渗结构体。

（3）耐久性长，可安全运行50年以上。混凝土防渗墙的耐久性问题实际上是墙体材料抵抗渗透水化学溶蚀的能力。渗透水穿过墙体内原生或次生微裂隙，淋溶混凝土中游离的氧化钙（CaO）等并将其带出墙体外，使墙体酥松而失去原有的抗渗能力而导致破坏。