牟子水库防渗加固设计方案分析

牟子水库防渗加固设计方案分析

冉杰

乐山市水利电力建筑勘察设计研究院 四川乐山 614000

摘要：水库的建设是为了缓解水资源使用压力，平衡水资源使用，但是由于牟子水库修建的历史遗漏问题，修建时的建造水平无法与现在水资源使用需求相适应。在使用过程中由于水库坝基、溢洪道及放水卧管均存在不同程度的渗漏现象，若不对水库坝基、溢洪道及放水卧渗漏问题加以重视，并进行防渗加固处理，将会导致水库发生溃坝现象，会严重影响周边居民的生命财产安全。本文对牟子水库的渗漏问题进行了探究，并提出了水库防渗加固。

关键词：牟子水库；坝基；溢洪道；放水卧管；防渗加固设计

1.工程概况

牟子水库位于岷江左岸支流雷家沟源头，水库坝址以上集水面积2.75km2，主河道长度2.82km，河床坡降17.2‰。水库设计总库容77.56万m3，正常蓄水位402.85m，相应库容54.49万m3。

2.存在的主要问题

乐山市市中区牟子水库于1956年动工修建，1958年完工，距今已有50余年。在运行过程中曾出现坝基和坝体接触部位渗漏，1973年采用黏土铺盖做防渗处理，效果较好。而水库放水卧管运行中曾发生漏水情况,受当时技术水平、施工工艺及设备条件的限制，大坝填筑料一般就地取材，对上坝土料各项指标未进行严格控制，根据类比坝体土试验资料显示，大坝天然含水率平均值为25.8%，干密度为1.51g/cm3，坝体填筑土碾压质量不满足均质土坝要求。溢洪道位于大坝右坝肩，由坝肩山地开凿而成。溢洪道总长168.5m，由于溢洪道未设消力池，现已形成冲刷坑，下游河床堵塞严重[1]。溢洪道除进口段与控制段有衬砌外，其余段均未衬砌。有乡村公路穿溢洪道而过，泄洪时洪水淹没公路，影响公路通行。目前，牟子水库存在的具体问题如下：

2.1坝基接触部位存在渗漏隐患

牟子水库建设初期，由于受到当时条件的限制，施工条件简陋，施工质量差。

大坝建坝时坝基未设置心墙齿槽，心墙与河床接触部位已清除河床覆盖层，心墙直接置于弱风化岩石上，心墙下游端浇筑有浆砌块石堰体，为建坝前河道中设置的拦水堰。大坝坝体土为弱～中等透水层，现库区水位升高至一定高程时，下游坝坡（高程397.94m～402.95m，桩号B0+075.3～B0+093.5）有散浸现象；存在坝体渗漏问题。

2.2溢洪道部分段未衬砌，存在泄漏

溢洪道进口布置不合理，危及大坝或其他建筑物安全。在布置溢洪道进口时，将其紧接土坝坝体布置，且未考虑导流墙将两者隔开，临近坝坡也未做保护、防渗连接，泄洪时由于进口附近的横向水流中剧上游坝坡，导致上游坝坡失稳，发生事故。在布置溢洪道下游出□时，将其紧靠坝脚或其他建筑物布置，泄社时强大的水流或回流冲刷坝脚或其他建筑物，危及大坝或其他建筑物安全[2]。

对溢洪道泄槽的衬砌设计重视不够，溢洪道部分段未衬砌，忽视反滤排水等设施设计。为保护泄槽底部不受冲刷和岩石风化，防止高速水流将岩石掀起，我们必须重视溢洪道泄槽的衬砌设计。由于高速水流会对泄槽表面和低面产生脉动压力作用，在某一瞬间可能合成最大的上举力，这个上举力可能导致溢洪道泄槽底板失稳破坏，

2.3放水卧管局部开裂，有漏水现象

牟子水库放水设施为浆砌条石涵卧管放水，位于大坝左岸约30m处。放水卧管为矩形断面，最低放水孔高程为390.00m。放水卧管局部开裂，有漏水现象。放水卧管后接放水涵管，涵管埋于坝体内部，为浆砌条石结构，净空宽40cm，高40cm。

经过综合评价，牟子水库大坝评价为三类坝，属病险水库，应尽快进行除险加固，确保水库正常运行。水库失事后将影响下游斗笠坳村约220人生命财产安全，760亩耕地，应尽快整治。

3.水库防渗加固的必要性

3.1维护水库正常运行

水库的安全运行关系着水库周边居民的生命财产安全，当水库出现渗漏问题，可能会引起水库溃坝，一旦发生溃坝问题，将会造成不可挽回的后果。因此，进行水库防渗加固是非常有必要的维护水库安全运行的有效手段。同时，由于牟子水库经过长时间的运行，修建之初的技术水平无法与目前的水库保护相适应，亟须对老旧水库进行防渗加固措施[3]。

3.2调节供水用水平衡

由于水库经过长时间使用，再加上修建时的技术水平无法适应如今的水库需求，极有可能会出现水库建筑倒塌，设备损坏的问题。当出现水库溃坝问题，可能会影响到水库的正常存储水资源及周边居民使用水资源的正常使用。通过对水库进行防渗加固，将避免造成水资源的浪费，可以有效地平衡供水用水。

3.3保护周边居民生命财产安全

水库下游斗笠坳村居住了近220人，有760亩耕地，当水库溃坝会形成大量洪水直接冲击下游村庄，会直接影响了约220人生命财产安全，760亩耕地。通过对水库进行防渗加固施工，可以将水库的渗漏建筑部分进行修补，可以保护周边居民的生命财产安全。

4.水库防渗加固设计

4.1大坝防渗设计

在整治后坝顶布置灌浆孔，大坝桩号0+145～0+243之间坝体充填灌浆坝体采用充填灌浆，坝基及坝肩采用帷幕灌浆，灌浆孔双排布置，孔排距均为2m，总计布孔100个。大坝坝体充填灌浆轴线与整治后的坝轴线平行，上、下游排灌浆轴线与坝轴线均相距1m。帷幕底界位于基岩透水率小于10Lu以下3m，充填灌浆从坝基灌至水库正常水位。基岩帷幕灌浆采用纯水泥浆液，水泥标号为R

42.5，对水泥细度要求为通过80μm方孔筛的筛余量不大于5%。根据需要可适量掺入速凝剂，如水玻璃。坝体充填灌浆采用粘土泥浆，对吸浆量大的可酌情用水泥粘土浆。水泥粘土浆中水泥用量（重量比）一般按3~5%的比例掺入。粘土泥浆中，浓泥浆密度要求控制在1.5～1.6t/m3。

4.2溢洪道的防渗设计。

依据地质构造和工程地质条件，该水库溢洪道采用混凝土衬砌底板与边墙方式进行防渗处理。灌浆帷幕设计方案为：对溢洪道进口段底板采用C20砼衬砌，衬砌厚度0.2m，新建两侧进口段仰斜式C20砼边墙，挡墙底部宽1.6m，顶部宽0.15m，高1.8m，前坡坡比1:0.5，后坡坡比1:0.3。溢洪道进口段与防汛公路平行相交，汛期时，洪水淹没公路，影响防汛安全，本次拟在溢0+021.81与0+025.81之间新建控制段C25钢筋砼交通桥，以满足防洪抢险交通的需要。

4.3放水卧管防渗加固设计

根据大坝涵卧管的病害情况，其整治方案为拆除原卧管，改建为C20钢筋混凝土放水竖井，并新建人行桥与岸坡连接。放水竖井底板高程390.00m，进水闸底板高程为389.00m，建基面高程387.50m，该放水竖井为矩形结构，内径长2.5m，宽2.5m，壁厚0.5m，竖井基础高1.0m，长与宽均为4.7m，基础置于基岩上。放水竖井设工作闸门与检修闸门各1扇，采用0.5m×0.5m的平板铸铁闸门进行水量控制，工作闸采用三孔同轴联动形式放水库表层水，三孔高程分别为398.00m，394.00m，390.00m。放水闸后后接长5m，直径500mm的钢涵管与原进水暗涵相连，涵管采用C20外包砼保护其结构不被破坏，外包砼断面尺寸为0.9m×0.9m。竖井启闭平台顶高程为405.50m，总高度18.00m，顶部平台尺寸为长4.6m，宽4.6m。竖井顶修建闸房，闸房房顶采用仿古设计，铺设琉璃瓦等。闸房与岸边通过人行桥连接，人行桥宽1.2m，人行桥共5跨，每跨跨度为7.7m，总长38.5m。

5.结语

综上所述，牟子水库在修建初期就存在一定的渗漏隐患，再经过多年的使用，导致坝基、溢洪道及防水卧管都存在一定程度的渗漏问题。要对水库渗漏问题加以重视，否则会引发更严重的问题。当渗漏问题加重，会引起水库大坝、溢洪道等建筑溃坝，进而会影响到水库下游的村庄安全，会影响下游村民的生命财产安全。通过对坝基、溢洪道及防水卧管等建筑的防渗加固，提高水库的运载能力，提高水库的使用年限，降低水库的经济成本。

参考文献

[1]黄耀强.马头水库坝体防渗加固处理方案研究[J].陕西水利,2022(3):169-171.

[2]程炼辉.水库大坝灌浆施工技术方法与防渗加固处理研究[J].陕西水利,2022(1):191-192.

[3]杨奎.防渗处理设计在水库除险加固工程中的应用[J].黑龙江水利科技,2022,50(2):158-160.