1、西郊水庫情況　　1．1 工程概況　　涇惠渠西郊水庫位于三原縣城以西約2km的清河干流上，是以農(nóng)業(yè)灌溉為主，兼有防洪、養(yǎng)殖等綜合效益的三等中型水利工程，總庫容3405.5萬m³，其中有效庫容1984.1萬m³，防洪標準為50年一遇洪水設計，1000年一遇洪水校核。　　水庫于1997年12月開工建設，2002年4月進行了蓄水安全鑒定，2003年9月下閘蓄水試運行，2005年12月通過竣工驗收。樞紐主要由大壩、溢洪道、導流排沙泄洪洞、抽水站等工程組成。　　1．2 效益發(fā)揮　　水庫建成以來， 累計調蓄水量2．4億m³，提供灌溉水量2．0億m³，累計灌溉農(nóng)田223萬畝次。在改善當?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件，回補地下水，緩解灌區(qū)夏灌嚴重缺水等方面發(fā)揮了重要作用，也使得涇惠渠灌區(qū)初步形成了“渠首穩(wěn)流、腹地蓄水、豐存枯用、優(yōu)勢互補”的供水格局。　　2、存在問題　　2．1 右壩肩　　西郊水庫建成近九年來，年均供水量2220萬m³，遠低于原設計年供水量3050萬m³。其主要原因是壩肩滲漏問題，限制了水庫正常蓄水位，較大的影響了水庫效益的正常發(fā)揮。西郊水庫投運后，按照蓄水驗收會議規(guī)定的限定水位，水庫在2004年9月蓄至415m高程。2005年11月、2006年12月水庫先后兩次蓄至419．54m高程時，發(fā)現(xiàn)右壩肩滲流變混，最大滲流量達2.7L/s，同時出現(xiàn)渾水，最大含泥量為6％，逸出高程399.34m。　　2008年汶川地震后，涇惠局實施了西郊水庫右岸滲漏處理工程，采用砼防滲墻進行右壩肩防滲處理。工程2009年1月開工，同年7月完成，2010年2月通過驗收。工程實施后，水庫經(jīng)過兩年多的調蓄過程，右壩肩滲流量明顯減小，滲流清澈，未發(fā)現(xiàn)任何異常現(xiàn)象，消除了右壩肩存在的隱患。　　2．2 左壩肩　　但大壩安全隱患依然存在，尤其是左壩肩的滲漏問題。為此，管理局委托西北農(nóng)林科技大學進行西郊水庫大壩安全鑒定工作，2009年6月省廳對大壩進行了安全鑒定。2011年3月經(jīng)水利部大壩安全管理中心核查，核查意見指出：“大壩兩壩肩在393.50m～399.50m高程存在透水層，左壩肩地下水位高于右壩肩，存在滲透，壩后右壩肩約在400．00m高程以下岸坡滲水，最大滲流量約3.0L/s；大壩兩壩肩下游岸坡抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)不滿足規(guī)范要求。　　3、滲漏原因分析　　壩肩滲流出現(xiàn)異常情況后，通過地質補充勘察及對以往工程資料、滲流檢測、地下水位觀測等的分析研究，認為發(fā)生滲流異常情況的主要原因是：　　(1)從地層結構及巖土特性看，⑥ 、⑦ 、⑨粉質壤土層屬中等透水層，⑥ 、⑦層分布高程407.0m～420.0m， ⑨ 層分布高程393.5m一405.0m，存在著滲漏的工程地質條件。　　(2)從水文地質條件看，修庫前，地下水向河床排泄，修庫后，庫水補給地下水，抬高了地下水位，增大了實際水力坡降，致使出水點(泉眼)水量變大。　　(3)據(jù)竣工地質報告，右壩肩壩軸線上游15m～30m處有一落水洞塌落體，分布高程414.0m～417.0m，巖性為輕粉質壤土，松散；右岸混凝土防滲墻施工時，發(fā)現(xiàn)防滲墻與420.0m高程平臺交點至416.4m有一空洞，南北寬2.6m～3m，深度大于3m，防滲墻開挖施工時將大量虛土填人。上兩處土體抗?jié)B性能低于原狀土層。　　(4)泄洪排沙洞開挖過程中曾多處塌方，塌方段存在嚴重缺陷，后經(jīng)壤土水泥漿回填灌漿，質量驗證基本符合要求。但在打孔取樣過程中，清洗鉆孔時還有不回水現(xiàn)象，表明局部有空洞或有松動土層存在。　　(5)對左右壩肩滲流進行計算，年總滲漏量31萬m³，加壩基滲漏量為35.4萬m³，占興利庫容的1.8％，屬于正常范圍。　　(6)原設計壩肩防滲墻先期施工，防滲墻底高程406m，頂高程420m，兩岸長度各為1 00m。壩基清基及岸坡削坡時防滲墻已施工完成，在清基過程中發(fā)現(xiàn)大壩兩壩肩393.5m～399.5m之間存在透水互層，兩壩肩塑性混凝土防滲墻未能截斷該透水互層，致使壩體與壩肩結合部位無法正常施工，雖然采用水泥固化土進行壩肩封閉處理，但壩肩滲漏通道依然存在；壩前深層攪拌樁防滲墻，在垂直方向上兩墻高程不銜接，在平面位置上兩墻不搭接，仍然不能解決壩肩繞滲問題。　　4、防滲方案設計　　目前，國內常用的截滲加固措施主要有灌漿(充填和劈裂)、高壓噴射灌漿、土工膜及混凝土防滲墻等技術。結合本工程實際情況，考慮到采用灌漿和高壓噴射灌漿超過30m深度后，施工難度較大，質量較難控制等因素，本次除險加固設計重點就土工膜防滲和混凝土防滲墻兩種形式進行設計比較，以選出適合本工程的合理方案。　　4．1 土工膜防滲　　土工膜防滲方案是在大壩上游左岸岸坡上鋪設復合土工膜，以達到防滲目的的施工方法。　　土工膜鋪設深度應至壩肩的相對不透水層，鋪設長度應滿足大壩繞壩防滲的要求。經(jīng)對上游岸坡繞壩防滲的滲流分析計算，確定截滲長度以超過170m為宜。據(jù)此確定土工膜的鋪設范圍為：縱向自大壩與岸坡坡腳交接處起向上游170m、順壩軸線30m．共長200m；豎向高程范圍428.0～390.0m，其中在405.0m處設平臺，并采用垂直鋪塑方法將復合土工膜深入390.0m做垂直防滲，在大壩上趾處結束。　　土工膜施工前需將水庫放空，施工期采用泄洪排沙洞導流。為保障施工質量，土工膜施工應安排在枯水季(11月～第二年的4月)，垂直鋪塑施工平臺位于405.0m高程，泄洪排沙洞進口高程為398.0m，故不需修建圍堰。　　土工膜設計方案，概算直接投資478萬元。　　4．2 混凝土防滲墻防滲　　混凝土防滲墻方案是采用塑性混凝土在左壩肩土層中成墻進行防滲處理。　　4．2．1 防滲墻長度的確定　　經(jīng)過壩肩滲流計算分析對比，結果如表1、表2。

計算表明，未設防滲墻的80m寬滲流量為40.171m³／d，設置防滲墻后80m寬滲流量為28.422m³／d，滲流量明顯減少，說明設置防滲墻是十分有效的。滲流計算流網(wǎng)圖如圖1和2。

根據(jù)計算分析，左壩肩混凝土截滲墻在樁號04-961.0斷面處附近滲透比降滿足滲水土層允許要求，且預留一定的富裕，由此確定混凝土防滲墻全長125m。　　4．2．2 防滲墻設計　　據(jù)地質資料，防滲墻底部深入壩肩下部相對不透水層2m～3m，確定底高程為390.0m。，設計將防滲墻于左壩肩上游5.5m處沿壩軸線布置，防滲墻長125m，墻頂高程426．5m、底高程390.0m，墻高36.5 m，墻體深入壩體5m。　　4．2．3 施工工期　　混凝土防滲墻施工不受地下水位的影響，且施工場地在壩頂平臺，高程高于水庫正常蓄水位422.0m，因此，施工期不需做導流，防滲墻方案施工總工期6個月，其中施工準備1個月，主體工程施工4個月，施工收尾期1個月。防滲墻設計方案概算直接投資665萬元。　　5、方案比選　　以下從防滲效果、工期長短、施工難易程度、工程費用等方面，對兩種方案進行綜合分析比較。　　5．1 防滲效果　　從防滲效果來看，土工膜是一種透水性很小的防滲材料，其滲透系數(shù)一般為10̄¹¹cm／s～10̄¹²Cm／s，而混凝土防滲墻滲透系數(shù)也在10̄⁷Cm／s以下，兩種方案均能滿足左壩肩防滲要求，可直接截斷滲漏通道，達到延長滲徑，降低水力坡降的目

HDPE土工膜是以(中)高密度聚乙烯樹脂為原料生產(chǎn)的一種防水阻隔型材料。（密度為0.94g/cm3或以上的土工膜）。HDPE土工膜全稱“高密度聚乙烯膜”，具有優(yōu)良的耐環(huán)境應力開裂性能，抗低溫、抗老化、耐腐蝕性能，以及較大的使用溫度范圍(-60--+60)和較長的使用壽命 (50年)。HDPE土工膜全稱“高密度聚乙烯土工膜”，具有優(yōu)良的耐環(huán)境應力開裂性能，抗低溫、抗老化、耐腐蝕性能，以及較大的使用溫度范圍(-60--+60)和較長的使用壽命50年，廣泛使用在生活垃圾填埋場防滲，固廢填埋防滲，污水處理廠防滲，人工湖防滲，尾礦處理等防滲工程。