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狼溪壩(又稱沃爾夫克里壩)位于美國肯塔基州，在其新防滲墻建設中，所采用的新的開挖方式和數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)起到了關鍵作用。

該壩為“高破壞風險”項目，新建的防滲墻比原有防滲墻規(guī)模更大、更深。在建設過程中，嚴格的垂直開挖施工標準、新的基礎施工場地以及先進的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，共同確保了防滲墻的精確施工和提前完工。

為減小滲漏壩段的壓力，庫水位一直保持在低水位運行。2012年上半年，防滲墻施工提前完成后，庫水位持續(xù)上升，對大壩各水位階段的狀況均進行過試驗。

隨著坎伯蘭湖恢復正常，當?shù)亟?jīng)濟復蘇，大壩的設計者和擁有者——納什維爾區(qū)美國陸軍工程師團(USACE)將經(jīng)驗引入到另一座出現(xiàn)滲流的中心山(Center Hill)大壩的修建改造工程中。

1 大壩滲流問題

USACE在坎伯蘭流域共有10座大壩，位于拉塞爾縣的狼溪壩是其中最大的一座。大壩攔蓄了長為162 km的坎伯蘭湖湖水，是美國第九大水庫，也是密西西比河東部最大的水庫。

大壩高為 78.6 m，為混凝土重力壩和土壩的混合結構，壩頂總長約1 201 m，土壩段約占整個壩長的2/3。土壩材料主要由低塑性的密實沖積粘土構成，但大壩修建在石灰?guī)r上，土壩段的石灰?guī)r基巖滲漏已經(jīng)引起大壩的安全問題。

由于可見的巖溶地貌，滲流問題在基礎建設期間就已引起關注。

狼溪壩1938年開始設計，1952年建成。USACE表示，由于具有明顯的巖溶特性，滲流問題在工程基礎施工時期就已引起關注。在20世紀60年代晚期，發(fā)現(xiàn)尾水渠有渾水流出，壩趾附近出現(xiàn)兩處陷坑，這樣就增加了對滲流問題的關注。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，石灰?guī)r中存在著溶蝕通道，土壩段也出現(xiàn)了局部管涌和坍塌。

1968～1970年間進行了緊急灌漿處理，暫時阻止了管涌。USACE認為這樣使大壩得到了拯救，但同時承認需要做更多的工作。20世紀70年代晚期，USACE為其建造了首座連續(xù)墻。

對連續(xù)墻狀況的監(jiān)測顯示，滲流和侵蝕現(xiàn)象減緩，但并未完全停止。UASCE表示由于溶蝕現(xiàn)象并未停止，固此“滲流通過墻底和墻周找到了新的通道，也許是墻本身存在缺陷”。

2004～2005年間,對大壩狀況作了進一步研究，同時USACE也在開展風險信息安全項目，以對其所有的大壩安全進行了監(jiān)控。結果表明，連續(xù)墻在基巖中的深度不夠，橫向上也沒有覆蓋到所有主要的巖溶地貌。

破壞風險達到了USACE的最高緊急程度，也就是說，大壩安全行為級別1(DSAC1)，極有可能發(fā)生管涌破壞。

2 第2座防滲墻建設計劃

第2座更深更寬的防滲墻建設計劃在第1座防滲墻的上游立即開始實施。防滲墻建設完工前，采取了暫時降低庫水位以減少風險的措施。水位保持在壩頂高程(220.4 m)13.1 m以下，仍足夠維持最小發(fā)電的需求。

USACE納什維爾區(qū)屬于大湖區(qū)及俄亥俄河流分部。該區(qū)兵團設計了新的防滲墻，位于原有的防滲墻和大壩心墻截水槽之間。

新的防滲墻在兩側(cè)的尺寸都超過了原有的防滲墻。新墻從左側(cè)接入混凝土壩，右側(cè)沿著整個土壩段，一直延伸至右壩肩，其深度呈梯形遞減。

新墻設計總長約為1 158 m ，深度為 83.8 m，深入基巖為29 m ，超過老墻最深段近 22.9 m。

在所采用的3種施工方式(重疊面板/咬合樁/面板-樁組合)中，所測量的新墻最小設計厚度為610 mm。

在重疊段和咬合段，為達到設計厚度，施工面臨著巨大的挑戰(zhàn)。與第1座防滲墻施工相比，新的基礎施工采用了更先進的施工系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)監(jiān)測分析系統(tǒng)。所采用的施工技術和IT技術保證了快速嚴格的開挖得到控制，限制了樁的偏移，以建立更加穩(wěn)固的隔離防滲墻。

工程的主要承包商為特雷維科-法國地基公司(TSJV)。工程于2006～2007年進行施工，于2013年下半年完成。

3 合理分配建設工期

初期施工包括建設一座施工開挖平臺，以便為施工工地提供場所，并支撐住用于勘探控制的導墻。施工準備工作還包括在防滲墻兩邊實施灌漿帷幕工程。

USACE認為，灌漿可在防滲墻建設前減少風險，帷幕深度比防滲墻深度還要深 15.24 m，可提供現(xiàn)場調(diào)查數(shù)據(jù)；若墻壁走向出現(xiàn)空隙，可減少施工風險；還可為防滲墻提供一層額外的屏障。

數(shù)據(jù)顯示，地質(zhì)條件沿深度越來越好，證明防滲墻設計深度是可行的。同時，施工期間并未出現(xiàn)漿液流失情況。

防滲墻主體工程施工開始于2007～2008年，穿過粘土壩段并嵌入基巖頂部以下610 mm 。面板寬為1.83 m，長為 2.8 m，相互重疊至少為127 mm 。從開挖底部開始，通過導管進行混凝土澆筑。

承包商建議將防滲板墻作為初期施工步驟，以減少土堤開挖的時間。此外還設計并建造了一座特殊的反向旋轉(zhuǎn)鉆機，該鉆機由預先建造的導墻上方的吊機掛起。采用3個雙軸傾斜計采集的實時數(shù)據(jù)，來對施工進行輔助控制，以確保根據(jù)其垂直方向及理論位置進行開挖。

隨后采用Wassera水錘進行直徑為203 mm 的先導孔施工，使用液壓驅(qū)動全斷面鉆頭，穿過面板墻深入到基巖中。先導孔旨在引導咬合樁施工，同時也可作為灌漿施工的勘測孔。先導孔開挖采用斜面鉆頭或彎殼體進行轉(zhuǎn)向調(diào)整。

先導孔施工完成后，采用特雷維科公司特制的5架反循環(huán)鉆機(RCD)對直徑為1.27 m的咬合樁進行鉆孔。該反循環(huán)鉆機鉆柱有3重固定鉆環(huán)，鉆頭帶有護筒。由于靠近水庫及地下水，固此沒有使用化學助劑，而是利用壓縮空氣形成的水氣混合體作為鉆孔沖洗液來清除廢棄物。

當鉆機不具備轉(zhuǎn)向能力時，其底部鉆孔組合及測斜儀能跟蹤先導孔施工，并嚴格保持鉆孔的垂直度。盡管整個防滲墻以及施工平臺增加了229,370 m3的混凝土量，但由于不斷提高效率及改進工作流程，最后一根樁得以于2013年3月安裝完畢，比原定時間提前了約9個月。

4 中心山大壩修復工作

狼溪壩的改造施工完成后，USACE把經(jīng)驗應用到中心山大壩的土壩修復中。該壩同樣也位于坎伯蘭流域，距田納西蘭卡斯特不遠。

為修復狼溪壩而開發(fā)的IT系統(tǒng)，成為中心山大壩修復工程和USACE未來其他工程的一項重要工具。該創(chuàng)新性的IT系統(tǒng)基于GIS建立，可對施工和表現(xiàn)數(shù)據(jù)進行可視化管理，數(shù)據(jù)存儲在關系數(shù)據(jù)庫中。

狼溪壩信息管理系統(tǒng)(WCIMS)收集并管理了7 100萬份文件，包括所有過去和近期的地質(zhì)信息、防滲設計和施工文件、土工儀器設備數(shù)據(jù)以及項目管理信息。

該IT系統(tǒng)的優(yōu)勢并不僅僅體現(xiàn)在施工過程中，而且它還能將施工信息和數(shù)據(jù)的處理以及呈現(xiàn)時間顯著縮短至2 d，此外還可以在打進最后一根樁后的一周內(nèi)完成。因此，防滲墻能夠提前數(shù)月完成，完全歸功于IT系統(tǒng)。