摘 要:萬團水庫因未達到小(2)型水庫的防洪標(biāo)準(zhǔn);壩腳滲漏,存在滲漏安全隱患;放水涵管為石砌涵管,存在安全隱患;大壩屬于三類壩,被列入加固工程。施工過程中,因該處地質(zhì)條件的特殊性,勘察單位未能進行地質(zhì)資料的提示,使基礎(chǔ)施工處理方案幾經(jīng)修正,本文將在些對大壩基礎(chǔ)防滲部分的處理作一介紹,供同類工程借鑒。
關(guān)鍵詞:水庫施工 方案 分析與研究
中圖分類號:TV223.4 文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:1674-098X(2011)03(c)-0087-01
1 工程概況
(1)萬團水庫位于上虞市長塘鎮(zhèn)桃花園村,工程于1958年建成,集雨面積0.72km2,主河道長度1.067km,平均比降128.2%。最大壩高15.47m,壩頂長約142m,壩頂寬度4.7~5.2m,溢洪道寬度約9.0m,總庫容10萬m3,正常庫容6.21萬m3,是一座以灌溉為主的小(2)型水庫。大壩為均質(zhì)土壩,當(dāng)時施工主要由人工挑抬,人工夯實,土料取自附近山地,1988年對大壩進行了黃泥灌漿。放水涵洞為石砌涵管,進口安裝一臺Φ300mm插板門。水庫下面為同天斗水庫。安全技術(shù)認(rèn)定為:洪水復(fù)核結(jié)果表明,水庫未達到小(2)型水庫防洪標(biāo)準(zhǔn):30年一遇洪水設(shè)計、300年一遇洪水校核;壩體穩(wěn)定復(fù)核結(jié)果表明,水庫現(xiàn)有大壩,上、下游壩坡的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)均能滿足規(guī)范要求;壩腳存在滲漏現(xiàn)象,存在滲漏安全隱患;放水涵管為石砌涵管,未經(jīng)妥善處理,存在安全隱患。根據(jù)《浙江省小型水庫大壩安全技術(shù)認(rèn)定辦法》,大壩屬于三類壩。
(2)地質(zhì)勘探揭示,在埋深28.00m深度范圍內(nèi),地基土按其成因類型和物理力學(xué)性質(zhì),可將地基土劃分為2個工程地質(zhì)層。①素填土:灰黃色,灰色,濕。松散,主要以碎石混黏性土為主,富含植物根莖,本層全場分布,層厚0.4~0.70m;②素填土:灰黃~灰黃色,濕,松散,主要以礫砂混黏性土為主,局部地段以粉質(zhì)黏土為主,局部砂礫成份高,顆粒組成為:礫徑2~20mm含量約40%;中、粗、細砂含量約20%~30%,黏粉含量約30%,平均滲透系數(shù)為:3.51×10-4cm/s,水平2.62×10-4cm/s,本層全場分布,層厚8.50~19.80m;③強風(fēng)化凝灰?guī)r:黃灰~棕紅色,晶屑凝灰?guī)r結(jié)構(gòu)可辨,成份主要為強風(fēng)化晶屑凝灰?guī)r,手折可斷,沿裂隙風(fēng)化強烈,巖石裂隙發(fā)育,所取巖芯碎散狀、顆粒狀,本層全場分布,層厚4.80~9.30m;④中等風(fēng)化凝灰?guī)r:灰黃、棕紅色,成份主要為半玻璃光澤的斜長石晶屑、斜長石晶屑。錘擊聲脆,巖心呈柱狀,鉆機干鉆困難。巖石為較硬巖,巖體較破碎,巖體基本質(zhì)量等級為IV級,巖石質(zhì)量指標(biāo)RQD=80%,勘察未揭穿;現(xiàn)場勘察,壩址附近出露的基巖特性分析,壩區(qū)地質(zhì)構(gòu)造較為簡單,大壩兩端及附近未見能形成對庫區(qū)有較大影響的構(gòu)造作用,巖石節(jié)理裂隙發(fā)育一般,為閉合裂隙。節(jié)理透水性較小。
2 設(shè)計方案與施工方案的修改
施工圖設(shè)計對大壩迎水坡及背水坡表部進行加固處理,大壩內(nèi)坡防滲體腳下基礎(chǔ)采取高壓注漿處理。
施工過程中發(fā)生了以下事件。
(1)工程挖坑發(fā)現(xiàn)上游壩腳處下面有礫石層,高壓擺噴不能保證形成連續(xù)的防滲墻。故修改為黃泥套井截水基礎(chǔ)。
(2)在進行黃泥套井基礎(chǔ)施工時,又出現(xiàn)透水層,出水量難以用集水井排水施工??犹浇Y(jié)果如表1所示。
在壩長1/2處的探坑右側(cè)為庫底深潭,挖探坑困難,透水層更厚,埋藏更深。這樣的地質(zhì)出水情況不能使用黃泥套井施工。
(3)設(shè)計方案進行第二次變更后改為:左壩段庫底黏性土作為天然鋪蓋與斜墻連接;右壩段大方腳下的礫石層挖除干凈砌筑混凝土漿砌塊石大方腳基礎(chǔ),上部與黏土斜墻連接,施工過程中采用集水井進行降低透水層中來水對施工的影響,以保證漿砌塊石的施工質(zhì)量。要求黏土斜墻及黏土鋪蓋的滲透系數(shù)小于1×10-5cm/s,壓實度大于0.96。
3 原因分析與處理方法的研究
(1)由于萬團水庫建設(shè)時間較早,缺乏設(shè)計、地質(zhì)、施工與大壩觀測等基本資料,水庫初步設(shè)計前業(yè)主委托了勘察單位進行大壩基礎(chǔ)的地質(zhì)勘察。由于地質(zhì)資料中并未提示該水庫大壩基礎(chǔ)中的透水層情況而導(dǎo)致初步設(shè)計時不能正確地處理。
(2)本工程在處理礫石層時采用高壓灌漿,在一般工程中應(yīng)該是符合常理的,也是可行的,本工程變更的一個重要原因是因為工程量比較小,高壓擺噴施工成本較高施工單位尋找困難,如果仍然使用原設(shè)計方法施工,工程造價將大幅增加。
(3)利用黃泥套井回填進行防滲處理,是水庫大壩加固處理的常用方法,這種施工方法施工難度小,工程質(zhì)量容易保證,而且直觀可見,它的首要條件是套井造孔完整、黃泥回填應(yīng)在干燥條件下才能進行施工。但是本工程中有1.2~2.0m的礫砂混黏性土層,這樣將難以保證套井的造孔完整,又因透水層中有較大量的滲透水,采用集水井在大壩上、下游都無法保證套井內(nèi)黃泥在干燥環(huán)境下的施工質(zhì)量,最后只能使用基礎(chǔ)大方腳的混凝土漿砌。這樣一來,工程經(jīng)歷了二次重大的變更,變更耗時數(shù)月,使工程的工期相應(yīng)地延誤,同時也增加的工程的造價。
(4)基礎(chǔ)是任何一個建筑物、構(gòu)筑物的最重要組成部分,關(guān)系到上部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定和安全,合理地進行基礎(chǔ)的選型與設(shè)計是建筑物、構(gòu)筑物的重點,也是減少建設(shè)投資與周期的有效途經(jīng)。地質(zhì)勘察資料的準(zhǔn)確與否是關(guān)系基礎(chǔ)處理成改的關(guān)鍵。所以基礎(chǔ)勘察資料必須準(zhǔn)確、真實與符合建筑物建設(shè)的需要,同時也應(yīng)該滿足規(guī)范的規(guī)定。只有準(zhǔn)確真實的地質(zhì)基礎(chǔ)勘察資料和正確的設(shè)計方案才是工程安全、節(jié)資、省時的保證。任何工程都不能忘記這一點,任何一個技術(shù)人員都應(yīng)該加以引起高度的重視。
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