【摘　要】 南水北调供水和需水在时程上有矛盾，总干渠沿线需修建配套调蓄池工程近百座,其中河北省29座,规划总库容近期为3.8亿m3，远期为7.1亿
m3，围堤总长度达130多km。这些调蓄池大都是通过开挖及四周筑堤形成，工程多坐落在低洼沼泽或滨海缺少砂石料的受水区，基础条件差。 因此，提出
解决软基处理，坝体、坝基防渗漏，就地取材筑堤等问题的方法与应对措施。
【关键词】　调蓄工程；围堤土料；防渗措施；围堤；护坡
中图分类号：TV68                   文献标识码：B                 文章编号：1000-0860（2005）04-0065-03
                         Technical research and key design points of storage basin projects:
                                    South-to-North Water Transfer Project
                                                   FU Chang-feng, ZHANG Mi-jun
          (Hebei Research Institute of Investigation and Design of Water Conservancy and Hydropower, Tianjin 300250, China)
Abstract:   So far as the South-to-North Water Transfer Project is concerned, there are some contradictions between water supply and
demand.  Therefore,  near a hundred of the storage basins along the main channel need to be built, of which 29 in Hebei Province with
the  planning total water storage of 3.8  billion m3 for the recent years  and 7.1 billion m3 for the future, and for which the total 
length of the polder dikes is more than 130 km. Most of storage basins are to be formed by excavation and embankment，which are to be
located in the water  intake areas of  both the  low-lying  swamp  and  the shoreland on poor foundations with the lack of  embankment
materials.  Consequently, the methods and countermeasures to solve the problems such as soft foundation treatment ,anti-seepage of the
foundations and  the  bodies of the embankments,local materials utilization and etc. are studied and introduced hereinafter.
Key words: storage project; embankment materials; anti-seepage measure; polder dike; slope protection
1  概  述
    南水北调总干渠沿线受水区需修建配套调蓄池工程近百座，河北省配套规划安排调蓄工程29座，其中蓄水量5000万m3以上的3座， 分别为沧州市的大
浪淀水库、衡水市的千顷洼水库及廊坊市的广阳水库；较小的26座，分布在邯郸市1座、邢台市2座、石家庄市2座、沧州市9座、廊坊市4座、衡水市8座；
上述调蓄工程规划总库容近期37950万m3，远期70650万m3，围堤总长度达130多km。
2  调蓄池工程的技术特点
配套调蓄池工程多坐落在城镇郊区的低洼沼泽地、洼淀、池塘，或滨海地区，大部分是通过开挖及四周筑堤形成,与山区水库工程相比具有明显的特点：
(1)调蓄池围堤成封闭型（圆型、椭圆型、折线型等）；(2)围堤轴线长，从几公里到几十公里；(3)多数调蓄池蓄水浅、蓄水面积大；(4)水面开阔，风区
长、风速风浪大；(5)围坝护坡受冻胀、冰推、风壅及越浪等影响严重；(6)与山区型水库相比，围堤护坡工程投资大， 占工程总投资的35%以上； (7)堤
身、堤基产生渗漏造成周围地区次生盐渍化，后果严重；(8)调蓄的水量均为客水，因渗漏及蒸发损失明显问题突出；(9)工程所在地一般为低洼沼泽区、
洼淀、池塘，或海相冲积地层，当地多为高含水量、粉细砂质土料；(10)工程所在区域一般缺少砂石料等优质天然建筑材料。
3  调蓄池围堤筑堤技术
3.1  高含水量土料筑堤
    某调蓄池环形围堤长6.6km，坝高5.95m，总库容为1320万m3，筑坝土方86.5万m3，全部由池内取土。 经勘察池内可利用土层深度为0.5～1.5m，土质
为亚粘(砂)土，土料天然含水量为19.2%～60.7%，平均天然含水量为26.55%，天然质量密度1.72～2.09g/cm3。清除堤身填土层底部淤泥层后， 先铺设一
层土工布及土工格栅，再铺设100cm厚碎石屑垫层，其上再铺土工布一层，然后进行围堤土的填筑，为增强堤身整体稳定， 填筑时每隔50cm铺设双向土工
格栅一层。坝体设计干密度为1.81g/cm3，相应控制含水量为20.3%～24%，渗透系数4.2×10-6cm/s。
    现场碾压试验表明：土料填筑应利用气温较高，降雨量较少的季节施工;开采前应提前15d在采料区挖出纵横贯通的排水沟;土料场取土深度为lOOcm，
0～50cm土料可直接上坝，其含水量为20.6%～27.1%，经挖、运、铺、压等工序后含水量可损失1.5%～2.5%，土料含水量为20.1%～24.4%，接近设计含水
量。50～lOOcm深土料应采用分层取土，轮换使用，自然晾晒一昼夜以上，土料含水量可以从27.8%～33.4%降至23.6%～26.9%后再进行开采。铺土厚度以
25～30cm为宜，采用2.5m3容量铲运机运土，履带式推土机平土、碾压达到设计要求。
3.2  改性粉细砂土料筑堤
    某调蓄池筑堤土料以粉细砂为主,围堤断面大、占用耕地多.勘察成果表明粉细砂0.1～0.5mm之间的土颗粒直径占90%左右，小于0.1mm粒径的土料含量
明显不足。不均匀系数Cu在1.85～4.65之间，曲率系数Cc在0.95～1.5之间。砂土的粘聚力为0，但内摩擦角相对较大，渗透系数一般在i×10-4～i×l0-
2cm/s（i=1～9），抗冲刷能力极差。用此类砂土筑堤上下游边坡需要很缓，才能稳定。
    根据《土工试验规程》选用改性材料普通硅酸盐水泥，按掺量1%～5%进行室内外试验。效果十分明显，且随着水泥掺量的增加，粘聚力、内摩擦角逐
渐增大。在水泥掺量相同的情况下，随着龄期的增长粘聚力、内摩擦角也有明显提高。对不同水泥掺量、不同龄期的改性土料做剪切试验，试验成果列于
表1。
                                                   表1  改性后土料的剪切试验成果

依据试验成果水泥掺量在2.0%～2.5%时为经济掺和量。 3.3 加筋粉细砂筑堤 土工织物加筋粉细砂筑堤是在土体中按一定方向铺设高拉伸模量筋材，以增加土的抗剪强度、抗拉强度和围堤的整体稳定性，常用加筋材料有土工织 物、土工格栅和土工带等。根据加筋前的稳定计算确定需要靠加筋提供的总加筋力，然后在坡高内将加筋力进行分配，从而选定加筋材料及其间距、长度 等。铺设时，筋材主强度方向垂直于坡面，坡面处采用包裹、插防滑钉、卡扎等结构型式处理。 4 坝体、坝基防渗漏措施 4.1 调蓄工程防渗原则 调蓄工程围堤渗透问题，可借鉴已建平原水库围坝防渗技术，总的原则是：“上堵下排”。 上堵的措施有垂直防渗与水平防渗。垂直防渗有混凝土防渗墙、水泥土防渗墙、垂直铺塑、高压喷射混凝土板墙、粘土芯（斜）墙或贴坡、粘土截水 槽等；水平防渗主要有（复合）土工膜或水平粘土铺盖等。 下排措施主要有在围堤的背水坡开沟导渗、坝后压渗、导渗沟和减压等。 一般情况下垂直防渗比水平防渗效果要好，可以比较彻底地解决坝基和坝体的渗透破坏问题,而水平防渗结合下游减压虽能保证坝基渗透稳定，但仍 有一定的渗漏损失。在围堤渗漏处理时，应优先采用上堵的方法。对调蓄工程来说上游防渗是主要手段， 下游排水只能作为辅助作用。调蓄工程围堤防 渗方案，应技术可靠、经济合理、安全适用。 4.2 水平防渗措施 （1）粘土铺盖。粘土铺盖应结合原有土层情况、粘土质量、分布、厚度、地形等综合考虑。铺盖厚度和长度应结合地质资料通过计算确定，并保证 各处通过铺盖的渗透坡降不大于允许坡降(i≤[ik])，下游渗流出逸处的剩余水头不产生流土。铺盖自上游向下游逐渐加厚，前端厚度一般不小于0.50m， 末端不小于水头的1/6～1/10。铺盖长度可根据渗流量与铺盖长度关系曲线上的显著改变点来确定。 （2）水平（复合）土工膜防渗技术。土工膜是由聚合物或沥青制成的一种相对不透水的卷材，复合土工膜是由土工膜与土工织物经加热滚压而成。 复合土工膜的防水效果可达10-l0～10-l3cm/s。 复合土工膜的厚度应根据作用水头、膜下可能产生的裂缝宽度、膜的应变和强度等通过计算确定，使坝 基渗透坡降和渗流量限制在允许值内，一般铺设长度不小于作用水头的8～10倍,周边铺至防渗区域以外5～6m，并做齿墙压住。铺设复合土工膜时，应先 清除防渗区域内的一切尖硬杂物，避免刺破。 4.3 垂直防渗工程技术 垂直防渗比较适用于透水层较薄的地基，与堤身防渗体相连，形成封闭式垂直防渗系统,可基本截断渗漏通道,渗透破坏可以得到根治。 对于透水层很厚、隔水层很深的双层基础，采用封闭式垂直防渗施工难度大且造价高。 如果单纯消除渗透破坏、增加渗径， 可以采用悬挂式垂直防 渗。当坝基透水层内存在连续的浅层弱透水层时，考虑半封闭式垂直防渗比较合适。垂直防渗成墙技术有十几种,较常用的方法有以下几种：（1）高压喷 射灌浆成墙技术；（2）振动沉模成墙技术；（3）垂直铺塑防渗技术；（4）混凝土防渗墙技术；（5）多头小直径深层搅拌截渗墙技术。 5 围堤护坡型式和技术特点 据分析，调蓄工程护坡投资约占总投资的35%以上，北方平原水库、河堤护岸工程存在着护坡受冻胀、冰推、风浪作用破坏的问题。 围堤护坡有多种型式。具体如下：(1)干砌石护坡。(2)浆砌石护坡。(3)框架干砌石护坡。(4)胁梁混凝土板护坡。(5)简易模袋护坡。(6)机织模袋护 坡。(7)链锁混凝土板护坡。 根据近几年的工程应用实践和试验研究成果，认为机织模袋混凝土及链锁混凝土两种新型结构具有强度高、质量易于保证、整体性好，且有一定的变 形能力，能满足不均匀沉降或冻胀等产生的坡面变形，具有施工速度快、年维护费用低，使用寿命长、外表美观等优点。可为调蓄工程围坝护坡的首选方 案。 结合南水北调配套调蓄工程设计，搞好利用当地土料筑堤、堤身和基础防渗、围堤护坡等关键性技术研究，必将带来巨大的经济效益和社会效益。