聶兵 重慶市巴南區(qū)水利工程管理站 401320
淺談雙河口水庫(kù)壩體整治的方法
聶兵 重慶市巴南區(qū)水利工程管理站 401320
根據(jù)雙河口水庫(kù)壩體存在的問題,提出了壩體整治方法,并將方法運(yùn)用到雙河口水庫(kù)壩體的整治中,通過工程竣工后對(duì)存在問題的解決情況看,本文所述的方法比較好的解決了工程實(shí)際問題,實(shí)現(xiàn)了理論和實(shí)際工程的有效結(jié)合。
重慶小型水庫(kù)數(shù)量多,且多數(shù)修建于上世紀(jì)六、七十年代,受時(shí)代背景及技術(shù)手段的限制,大部分水庫(kù)屬于邊勘測(cè)、邊設(shè)計(jì)、邊施工的“三邊工程”,在這種條件下建起來的土壩,其質(zhì)量較差,經(jīng)過多年運(yùn)行,工程普遍存在老化和損壞,加上白蟻活動(dòng)的影響,往往壩體出現(xiàn)較為嚴(yán)重的滲漏和濕坡現(xiàn)象,嚴(yán)重影響工程的安全運(yùn)行。本文通過對(duì)雙河口水庫(kù)壩體整治方案的探討,為重慶地區(qū)治理類似水庫(kù)提供借鑒的方法。
雙河口水庫(kù)屬小(一)型水利工程,位于重慶市巴南區(qū)安欄鎮(zhèn)華豐村,屬長(zhǎng)江水系,一品河上游,地理位置十分重要,保護(hù)著下游安欄、一品、橋口壩、百節(jié)、魚洞等重要場(chǎng)鎮(zhèn)和渝黔高等級(jí)公路及5萬多畝農(nóng)田,有近十萬多居民的安全,若一旦失事,將給國(guó)家和人民生命財(cái)產(chǎn)帶來不可估量的損失。
水庫(kù)大壩為均質(zhì)黏土壩,土壩高28.5米,壩頂高程495.366米,壩頂寬2.8米,壩底寬141.6米,上游邊坡從壩頂至壩腳為1:2.4、1:3.0、1:2.9、1:2.2、1:2.9、1:3.0坡腳處有6米高的趾壩(施工時(shí)的截流壩)與大壩連成一整體;下游邊坡從壩頂至壩腳為:1:2.4、1:1.8、1:2.0中間設(shè)有兩級(jí)馬道,壩腳設(shè)棱柱形排水體,高18.9米。壩與基礎(chǔ)間設(shè)四道截水齒槽,壩軸線前設(shè)三道、后設(shè)一道。
經(jīng)勘測(cè),大壩壩頂坑洼不平。上游塊石護(hù)坡毀損較嚴(yán)重,長(zhǎng)滿雜草,迎水面濕坡現(xiàn)象嚴(yán)重。左側(cè)距岸坡與壩體接頭4米處有一沉陷裂縫,垂直壩軸線,前后拉通,縫有1厘米寬,因位于正常水位以上,未作處理。大壩外壩471.5米高程散漏,把漏水集中起來相當(dāng)于半個(gè)涵洞的放水量。下游壩坡面不平整,且雜草叢生,大壩下游壩坡存在滲漏現(xiàn)象,白蟻危害嚴(yán)重。大壩上、下游壩坡不穩(wěn)定,大壩未設(shè)任何觀測(cè)設(shè)施。
放緩內(nèi)外壩坡,翻修內(nèi)坡壓腳,壩頂設(shè)防浪墻,并對(duì)壩頂路面硬化,上下游增設(shè)馬道,并對(duì)下游坡馬道以下部分增加堆石體及干砌條石排水體。對(duì)壩體進(jìn)行護(hù)坡措施,對(duì)上游壩坡全斷面采用預(yù)制砼塊護(hù)坡,C15砼塊尺寸為300×300mm的六角形板,厚度100mm;下游壩坡排水體棱體以上,采用C15砼澆柵格3.0×3.0m,柵格內(nèi)種植草皮護(hù)坡。對(duì)兩壩肩的繞壩滲漏及壩體滲漏采用帷幕灌漿處理,對(duì)建壩初遺留問題,采用壩體劈裂灌漿,增加壩體密實(shí)度,阻斷滲漏通道。再結(jié)合水庫(kù)實(shí)際采取適當(dāng)?shù)陌紫佒卫泶胧?,并在壩體上設(shè)置觀測(cè)設(shè)施。
5.1 壩頂硬化整治
經(jīng)過多年的運(yùn)行,壩頂受雨水沖刷嚴(yán)重,高低起伏不平,又無任何排水設(shè)施,遇雨即形成積水,對(duì)壩體的安全運(yùn)行構(gòu)成不良因素。調(diào)整壩頂寬度為4m,硬化處理先對(duì)壩頂雜草進(jìn)行清除、平整,手?jǐn)[塊石厚200mm,其上鋪筑100mm碎石渣料墊層,最后澆筑C15砼路面,厚200mm,壩頂長(zhǎng)度保持不變,壩頂路面向下游呈1/50的示水坡度,以保證壩頂排水的通暢。壩頂上游側(cè)設(shè)防浪墻一道,防浪墻頂高程496.366m,材料為C25鋼筋砼,防浪墻高度1m,寬度0.2m。
5.2 上游坡面整治
上游壩坡將原來的上游邊坡依次放緩為1:2.5、1:3.0、1:2.5三級(jí)壩坡,在高程485.366m下增設(shè)馬道,寬2m,馬道以上邊坡為1:2.5,馬道以下至高程474.00m段邊坡為1:3.0,壩腳采用拋石壓腳體,拋石體設(shè)計(jì)邊坡為1:2.5。
對(duì)坡面雜草進(jìn)行徹底清除,壩坡削坡整形,達(dá)到要求后,在新鮮的壩面上鋪100mm厚的砂礫保護(hù)層,再鋪80mm厚的碎石墊層,平整后鋪預(yù)制砼塊,C15砼預(yù)制塊尺寸為300×6×100mm的六邊形板,砼塊厚度取100mm,預(yù)制塊采用干砌,砼塊中部設(shè)排水孔一個(gè),排水孔孔徑R=15mm,上游壩坡設(shè)防滑墩3道,防滑墩用C15砼砌筑,尺寸600m×600m,在壩頂中部至馬道處設(shè)一道步行梯。
5.3 下游邊坡整治
對(duì)下游邊坡放緩,并用C15砼柵格種草皮護(hù)坡,柵格間距3m×3m.下游壩坡高程485.50m高程處設(shè)馬道一道,馬道寬度1.5m,馬道材料為C15砼,厚度10cm.壩頂至下游馬道段中部設(shè)人行梯一道,人行梯材料為C15砼。馬道以下部分規(guī)整壩坡,完善排水棱體,排水棱體材料采用干砌條石。兩岸壩坡與岸坡結(jié)合位置處設(shè)M7.5漿砌石排水溝。
5.4 壩體灌漿
5.4.1 確定使用灌漿原因
水庫(kù)于1966年9月動(dòng)工興建,先后進(jìn)行過兩次加固,在新舊壩體之間的結(jié)合部位處理質(zhì)量較差,同時(shí)在岸邊坡的結(jié)合也很差,繞壩滲漏現(xiàn)象突出。建壩時(shí),大壩清基不徹底,未對(duì)壩基作任何處理,現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)下游基礎(chǔ)面有明顯的滲漏現(xiàn)象存在。填筑壩體時(shí),壩體土料粗大,不密實(shí),厚薄不均,碾壓不實(shí),后又未作處理。在修筑和運(yùn)行過程中出現(xiàn)過多次裂縫,壩下游中下部有滲漏現(xiàn)象存在。
針對(duì)上述情況,應(yīng)對(duì)大壩的壩基及壩肩做帷幕灌漿,針對(duì)壩體砌筑質(zhì)量不好的情況則采用壩體劈裂灌漿。
5.4.2 壩基、壩肩帷幕灌漿
雙河口水庫(kù)大壩最大壩高28.5m,根據(jù)《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》SL274-2001,本壩基只對(duì)單位吸水率5Lμ的巖層以上巖體灌漿。大壩壩基壩肩帷幕灌漿沿壩軸線布置,并向左岸延伸10米,向右延伸7.5米,以治理壩肩繞壩滲漏和壩基滲漏。灌漿孔采用單排布置,孔距均按2.5米布設(shè),深入不透水層以下3m,孔的間距深度由現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)作調(diào)整,合計(jì)布設(shè)40個(gè),灌漿進(jìn)尺387.59米,灌漿孔分序進(jìn)行灌注,灌漿壓力由現(xiàn)場(chǎng)壓水試驗(yàn)確定。
5.4.3 壩體劈裂灌漿
壩體劈裂灌漿沿壩軸線布置,單排布孔,孔距為7.5m,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)灌漿壓力試驗(yàn)作調(diào)整,共布孔8個(gè),共135.32米,灌漿孔分序進(jìn)行。
5.5 白蟻治理
5.5.1 挖巢填穴
根據(jù)白蟻在壩上危害的跡象,進(jìn)行開溝取巢,從水庫(kù)土壩迎水坡正常蓄水位到背水浸潤(rùn)線之間的壩坡斜面,選準(zhǔn)部位,分別在迎水坡和背水坡,各開一條1.5×1.5米(寬×深)的順溝,在土壩兩端與山丘邊接處,從迎水坡的正常水位至背水坡的浸潤(rùn)線各開一條1.5米×1.5米的橫溝,通過開溝來截?cái)鄩误w上的蟻道,綜合分析判斷選出主蟻道,追挖白蟻主巢,取出巢體,然后對(duì)巢穴進(jìn)行施藥處理,填實(shí)巢穴。
5.5.2 土壩表層藥劑處理
為了滅殺壩上白蟻幼齡巢和預(yù)防白蟻有翅成蟲紛飛落壩的危害,需用白蟻專用預(yù)防劑,進(jìn)行壩體表層處理,處理范圍在背水坡所開順溝和迎水坡所開順溝之間的壩體表面,面積約2000平方米,同時(shí)需用鉆機(jī)打孔930個(gè),孔距1米,呈梅花形,深約0.4~0.6米,然后對(duì)每個(gè)孔作灌液處理,直至飽和,徹底消除白蟻存在的隱患。
5.5.3 設(shè)置毒土隔墻
對(duì)所開的順壩和壩兩端連接山丘處開的橫溝,在回填時(shí)應(yīng)進(jìn)行分層毒土,每回填20厘米噴一次預(yù)防藥劑,直到回填完畢,形成5~7條毒土隔墻,以堵斷穿壩蟻道的形成,確保該水庫(kù)大壩的安全。
5.5.4 施放毒餌誘殺包
對(duì)壩肩兩端林地、山丘,施放白蟻誘殺包以達(dá)到滅殺山丘蟻,避免周圍山丘白蟻對(duì)壩體產(chǎn)生蔓延危害。
除此之外,在對(duì)壩體進(jìn)行灌漿時(shí),對(duì)白蟻巢穴、蟻道也起著封堵的作用。
5.6 設(shè)置工程觀測(cè)設(shè)施
根據(jù)相應(yīng)技術(shù)規(guī)范的要求,滿足水庫(kù)安全監(jiān)測(cè)的需要,完善水文、氣象監(jiān)測(cè)設(shè)施,大壩表面豎向位移(沉降)和水平位移觀測(cè)設(shè)施,滲流量觀測(cè)設(shè)施。
本文在分析雙河口水庫(kù)壩體存在問題的基礎(chǔ)上,提出了上述的處理方法,并實(shí)際應(yīng)用到本工程整治中,通過工程竣工后對(duì)存在問題的解決情況看,壩體滲漏問題得到有效解決,上游迎水面濕坡現(xiàn)象得到治理,壩體白蟻基本滅絕,壩體整體運(yùn)行安全,取得了預(yù)期的治理效果。綜上所述,筆者認(rèn)為本文所述的整治方法,對(duì)重慶地區(qū)治理該類土壩具有一定的借鑒意義。
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10.3969/j.issn.1001-8972.2011.02.020
聶兵 工程師 重慶巴南區(qū)水利工程管理站從事水利工程管理。
小型水庫(kù);土壩;壩體;整治