膨润土防水毯在方竹坪水库库盆防渗中的应用

膨润土防水毯在方竹坪水库库盆防渗中的应用

发表时间：2018-12-19T16:58:21.153Z 来源：《防护工程》2018年第26期作者：郑晓晖高传彬居浩

[导读] 结果表明，膨润土防水毯防渗方案较其他措施具有一定的优势，防渗效果好，值得推广。

中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司贵州贵阳 550081

摘要：方竹坪水库来流量小，水量宝贵，库盆底部岩溶发育，合理选择库盆防渗型式不仅影响到项目建设单位的投资控制，更关系到水库建成后的安全、经济运行。本文结合初设阶段水库的建设条件，从不同角度对水库库盆处理方式进行了比较，提出了膨润土防水毯防渗处理方案，并且对其防渗工艺进行了归纳以及对防渗处理后坝基渗流量进行了计算，结果表明，膨润土防水毯防渗方案较其他措施具有一定的优势，防渗效果好，值得推广。

关键词：方竹坪水库；防渗方案；膨润土防水毯

0 前言

岩溶地区的水库由于地质条件的特殊，防渗要求一般高于普通的水库，对于这类水库，一些工程采用全库盆或半库盆的全封闭防渗方案，例如文瀛湖、津南水库、云蒙山水库、玉龙白沙区水源工程等水库[1]。根据相关统计，防渗措施方面的投资占工程投资的比重较大[2]，水库渗漏的主要原因也是由库盆渗漏引起。因此库盆防渗方案的选择对于合理控制投资和水库正常蓄水具有重要意义。

膨润土防水毯具有其他防水材料所不能比拟的优势，因是一种新型的土工合成材料，不仅具有土工材料的主要特性且具有良好的防水渗漏功能，所以在水利工程中得到了较为广泛的使用[3]。

本文结合方竹坪水库，将膨润土防水毯方案应用到库盆防渗处理中，通过方案比较和计算分析对膨润土防水毯防渗效果进行探讨。

1 工程概况

方竹坪水库是华蓥山水源工程16个水源点之一，工程位于四川省东部华蓥山顶部，华蓥市与邻水县相接部位，水库正常蓄水位1295.0m，库容约72万m3，工程规模为Ⅴ等小（2）型，大坝采用混凝土重力坝，最大坝高12.0m。

方竹坪水库位于山顶台地区域一北东30°走向的李子垭向斜岩溶槽谷内，库盆底部及四周地层为飞仙关组第四段（T1f4），岩性以中厚层灰岩、泥质灰岩夹泥岩、泥质砂岩，为强岩溶含水透水层。根据地质调查，水库内溶洞、岩溶洼地及落水洞均较发育，库盆内存在集中性岩溶管道渗漏通道，水库强岩溶含水透水层分布广，且分布深度较大，库盆底部分布较大范围的NE向异常区。

2 库盆防渗方案选择

2.1拟选防渗方案

库盆表面防渗型式主要有沥青混凝土面板、钢筋混凝土面板、土工膜、防水毯和粘土铺盖防渗等，也是现今水库应用得最为广泛的防渗型式[4]。方竹坪水库库盆防渗型式，应根据地形、地质、水文气象、建材、施工等条件，通过技术经济比较，因地制宜选用。

2.2 防渗方案比较

2.2.1优缺点比较

不同防渗方式优缺点比较见表1。

2.2.2投资比较

考虑到沥青混凝土为非环保材料，且钢筋混凝土面板全铺盖防渗施工复杂，且后期维护难度大，因此初设阶段不推荐，只计算粘土铺盖、土工膜和膨润土防水毯防渗方案工程投资，投资分别为1280万元、1159万元、1245万元，比较得到三者造价基本相当。

2.2.3比较结论

综合比较五种防渗方案的优缺点，并对土工膜、粘土铺盖及膨润土防水毯三种防渗方案进行经济比较，可以得出，膨润土防水毯防渗方式环保性强，并且能很好地适应地基变形，工程造价与其他相当，考虑方竹坪水库水量精贵，膨润土防水毯防渗较粘土铺盖防渗耐久性

和防渗性能更优，因此，方竹坪水库库盆防渗选用膨润土防水毯防渗方案。

3 库盆防渗设计

3.1库盆表层处理

库盆底部为粘土、粉质黏土覆盖，以草地为主，少量树木及灌木，需挖除后揭露底部溶洞、落水洞，便于回填封堵。库周及四周山坡基岩出露明显，林木茂密，库岸破碎岩石需进行爆破挖除等清坡处理。

3.2岩溶地基处理

对于浅层溶洞、溶槽，可直接开挖，清除充填物后用块石或混凝土回填；对于库盆下部深层较大溶洞，可采用洞挖回填石渣和混凝土塞封堵的方法进行处理。对洼地底部发育的落水洞，浅层无水的主要采取回填混凝土，深层的对洞口进行扩挖后回填上部，用钢筋混凝土板封堵。

3.3地下水处理

根据现场钻孔资料，水库区及周边钻孔内均未见地下水，地下水深度大于30m。因此，地下水对所铺设的防渗材料没有影响，不设地下水处理系统。

3.4膨润土防水毯防渗设计[5]

膨润土防渗设计主要包括基层处理、特殊部位处理、膨润土防水毯铺设、保护层施工。

3.5渗流量计算[6]

3.5.1计算方法及模型二维渗流计算剖面与坝轴线正交，采用Geostduio软件中SEEP/W模块对水库库盆防渗处理后坝基渗流量进行计算分析，模型考虑不同材料分区，如图1所示。

图2 正常蓄水位下渗流图（流线、等势线）

3.5.4小结

通过建模计算，当库盆采用膨润土防水毯进行防渗处理后，坝基渗漏量为3.46×10-8m3/s，渗漏量很小，防渗效果好。

4 结论

方竹坪水库地质条件复杂，库盆内溶洞、岩溶洼地及落水洞均较发育，地下水位较深。根据库盆地质条件，对不同防渗方案进行比较，方竹坪水库库盆防渗处理最终选定膨润土防水毯方案，通过对该方案施工方法归纳以及对防渗处理后坝基渗流量进行计算分析，得到如下结论：

（1）膨润土防水毯环保性强，对水质无任何污染，能够实现防水层缺陷自动愈合，适用于水库库盆防渗；

（2）膨润土防水毯防渗方式较沥青混凝土防渗、混凝土面板防渗、土工膜防渗和粘土铺盖防渗具有一定优势，可以在水库库盆防渗中得到推广；

（3）膨润土防水毯防渗措施施工时，需按照基层处理、特殊部位处理、膨润土防水毯铺设和保护层施工的步骤依次进行；

（4）膨润土防水毯防渗措施施工后，坝基渗漏量为3.46×10-8m3/s，渗漏量很小，防渗效果好。

参考文献：

[1]李彦博.云蒙山水库库区防渗工程设计[J].河南.河南水利与南水北调.2017，7，54-55.

[2]朱安龙.复杂水文地质条件的库盆防渗方案研究[J].北京.水利水电技术.2017，5，148-154.