水利水电工程防渗墙的布置主要是要根据水库大坝、闸坝、围堰等水工建筑物的总体防渗要求而进行布置。
在平面上,防渗墙用于坝基防渗时,防渗墙与大坝坝体防渗体连接成防渗整体,其轴线一般沿着或平行坝体防渗设施的轴线布置,也可根据防渗要求布置成折线;坝体和围堰堰体中的防渗墙一般在坝(堰)轴线附近布置;而对于混凝土闸坝基础防渗墙,防渗墙轴线一般布置在闸坝底板上游边缘附近。
在土石坝中,对于新建的均质土坝,防渗墙轴线一般布置在距上游坝脚1/2~1/3坝底宽度处,以降低大坝浸润线;对于除险加固的不加高均质土坝,一般布置在坝轴线附近,便于防渗墙施工;对于心墙或斜墙土石坝,一般布置在心墙或斜墙底部的中部;对于面板堆石坝,则布置在面板底部趾板前缘处。要求防渗墙与坝体防渗体连接可靠。
对于岸坡较缓的情况,为防止绕坝渗流还要考虑防渗墙端点的确定,以确定防渗墙的长度。此时,因为防渗墙深度低于15m时就不经济了,应考虑采取明挖或其他的防渗型式,通过方案比较确定。
对于墙底与基岩的接触带或基岩需要灌浆时,可在混凝土防渗墙中预留灌浆孔。施工时,在钢管外涂敷一层润滑涂料,在浇筑防渗墙时按规定的灌浆孔位将钢管立好,待混凝土终凝后向钢管内灌注热水,涂料在一定温度内熔化,管外壁与孔壁摩擦力减小,便可将钢管拔出,预留出灌浆孔。设计布置时要考虑灌浆孔位与防渗墙槽孔长度的协调。
在剖面上,防渗墙可设计成封闭式或悬挂式。封闭式防渗墙是将墙体插入到基岩或相对不透水层一定深度。这种型式主要用于覆盖层较浅的土石坝(或围堰)中,基本上可以完全截断覆盖层透水地基中的渗流。国内外大部分防渗墙采用这种型式。悬挂式防渗墙是在深厚覆盖层中部分采用混凝土防渗墙进行坝基防渗,悬挂式防渗墙在国内外为数不多。有的工程采用在防渗墙底部再接帷幕灌浆的方式,如我国正在施工的冶勒水电站大坝防渗工程。
砂砾石覆盖层作了混凝土防渗墙以后,防渗墙下面的基岩一般不需要再进行灌浆,这是因为即使漏一些水,渗透压力会很快扩散,不会引起大的渗透压力,但对强透水带或岩溶地区仍需进行灌浆处理。如密云水库的白河主坝,高66.4m,砂砾石层厚44m,用防渗墙和帷幕灌浆联合处理,而覆盖层下基岩未做处理;碧口土石坝高101m,坝基砂砾石层厚34m,用混凝土防渗墙处理,其下基岩局部强透水带做灌浆处理外,大部分未做处理,这些工程运行情况良好。小浪底土石坝高154m,砂砾石层厚约80m,用防渗墙处理,只在靠近两岸砂砾石较浅处的防渗墙下的基岩内进行了灌浆处理。一般如基岩需进行一排帷幕灌浆,则防渗墙轴线应布置在帷幕轴线下游附近,两排帷幕灌浆时防渗墙轴线与帷幕轴线重合。施工时,应先进行防渗墙施工,再进行帷幕灌浆施工。(www.daowen.com)
图4-1 防渗墙典型剖面布置型式
(a)斜墙—防渗墙;(b)外铺盖—防渗墙;(c)心墙—防渗墙;(d)心墙—内铺盖—防渗墙;(e)心墙—双排防渗墙;(f)斜墙—悬挂式防渗墙;(g)混凝土铺盖—防渗墙;(h)心墙式防渗墙;(i)复合防渗墙
1—防渗墙;2—斜墙;3—心墙;4—铺盖;5—廊道;6—开裂心墙
对于承受水头很高的土石坝或围堰,当一道防渗墙不能满足要求而需布置两道防渗墙时,两道墙共同作用,按一定比例分担水头。我国的三峡水利枢纽二期上游围堰深槽段就采用了双排防渗墙,两墙中心间距6m,最大深度73.5m。
为了节省投资和施工方便,有时采用坝体或堰体施工到一定高度时再建造防渗墙,然后上接造价低廉防渗体的方式。这种方式多用于土石围堰,如三峡二期围堰就是在防渗墙顶以上采用土工膜的防渗型式。有的防渗墙采用直接在坝顶或堰顶施工但不浇筑到顶的方式。
图4-1示出了几种典型的防渗墙剖面布置型式。
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