杜元建,翟自建,韓 鋒
(費(fèi)縣水土保持局,山東 費(fèi)縣 273400)
古城水庫(kù)位于臨沂市費(fèi)縣東北部,屬沂河水系祊河支流,古城河上游,壩址坐落在方城鎮(zhèn)東古城村北。古城水庫(kù)始建于1970-10,1971-08竣工,控制面積為16.7 km2,總庫(kù)容為1 396萬(wàn)m3,興利庫(kù)容為881萬(wàn)m3,是一座以防洪,灌溉為主,結(jié)合高效農(nóng)業(yè)區(qū)供水、鄉(xiāng)鎮(zhèn)供水和水產(chǎn)養(yǎng)殖等綜合利用的中型水庫(kù)。
由于修建時(shí)受技術(shù)及經(jīng)濟(jì)條件的限制,工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)低,質(zhì)量差。壩基清基不徹底,基巖為強(qiáng)風(fēng)化巖石,具有中等透水性,壩后滲水嚴(yán)重;壩體心墻填料混雜,填筑質(zhì)量差,滲透系數(shù)大于 1.0×10-5cm/s,壓實(shí)度 0.83~0.99,小于 0.96的占80.6%,滲透系數(shù)與壓實(shí)度均不符合規(guī)范的要求。防浪墻基礎(chǔ)與防滲體連接易形成滲漏通道。大壩高程125.24~126.87 m以上以礫質(zhì)中粗砂為主, 滲透系數(shù)為 9.35×10-5~3.52×10-7cm/s大于1×10-5cm/s,具有中等透水性,防滲能力較差。橫剖面揭示上下游貫通,易形成滲漏通道威脅大壩的安全。
現(xiàn)行工程施工中,成熟而有效的防滲方案有兩種:塑性混凝土防滲板墻方案和高壓旋噴灌漿方案。根據(jù)本工程實(shí)際,因?yàn)樾膲Σ糠终脊こ塘康慕^大部分,因而僅對(duì)心墻部分的兩種方案進(jìn)行比較對(duì)照。方案Ⅰ(塑性混凝土防滲板墻),優(yōu)點(diǎn)是施工技術(shù)可行,防滲效果好。缺點(diǎn)是施工工藝及技術(shù)要求高,需選用專業(yè)施工隊(duì)伍,可比項(xiàng)投資374.6萬(wàn)元。方案Ⅱ(高壓旋噴灌漿),優(yōu)點(diǎn)是施工管理簡(jiǎn)單,施工速度快,工期較短,環(huán)保效果好。缺點(diǎn)是壩體系黏土土料,高噴穿透成墻困難,質(zhì)量較難控制,可比項(xiàng)投資350.5萬(wàn)元。
根據(jù)上述2個(gè)方案的特點(diǎn),結(jié)合工程地質(zhì)條件,按照科學(xué)可靠、安全經(jīng)濟(jì)、適用的原則,經(jīng)過(guò)全面分析,慎重考慮,大壩心墻防滲體加固采用方案Ⅰ,即塑性混凝土防滲墻截滲加固方案。具體布置如下:基巖以上防滲體采用塑性混凝土防滲墻,墻底的高程線嵌入中風(fēng)化基巖1.0 m。墻頂抬高至高程為125.8 m,與防浪墻底平齊。根據(jù)有關(guān)資料,經(jīng)過(guò)計(jì)算,古城水庫(kù)防滲板墻厚度確定為0.4 m。
混凝土防滲板墻施工包括造槽和成墻兩部分,造槽中心墻部分采用液壓薄壁抓斗成槽,基巖部分采用回轉(zhuǎn)式?jīng)_擊鉆成槽,并及時(shí)采用泥漿固壁。成墻是采用垂直導(dǎo)管向充滿泥漿的槽孔內(nèi)澆注摻有30%左右泥漿的C15混凝土置換出泥漿,澆筑成連續(xù)的塑性混凝土墻體。
造槽是塑性混凝土板墻施工的關(guān)鍵一步,關(guān)系到整個(gè)工作的成敗。根據(jù)古城水庫(kù)大壩的實(shí)際情況,在壩軸線上游3 m處,將原壩坡開(kāi)挖至125.8 m高程,修筑防滲板墻施工平臺(tái),寬度為10 m。利用上游砂殼填筑上游平臺(tái),施工平臺(tái)寬度要求上游寬度不得低于4 m,并做好導(dǎo)漿平臺(tái)和排漿溝。其施工工序?yàn)椤皽y(cè)量放線→砌筑C15混凝土導(dǎo)墻→鋪設(shè)導(dǎo)墻鋼軌→造槽機(jī)械就位→挖槽→吸泥清底。成槽采用的是液壓抓斗成槽與CZ-22型沖擊鉆配合成槽。采用“四鉆三抓”法,即將防滲墻分槽段,由沖擊鉆打出導(dǎo)向孔,再利用液壓抓斗抓土成槽;壩基的巖石成槽采用CZ-22型沖擊鉆沖擊破碎基巖,抓斗取渣。成槽過(guò)程中及時(shí)采用泥漿固壁,防止槽壁的坍塌破壞。泥漿的配合比嚴(yán)格按照規(guī)范及現(xiàn)場(chǎng)的試驗(yàn)確定。
澆筑成墻是最后一道關(guān)鍵工序。其工序?yàn)镃15塑性混凝土的拌制→運(yùn)輸→直管法澆注成墻→質(zhì)檢養(yǎng)護(hù)。施工中采用直管法進(jìn)行混凝土的澆筑。導(dǎo)管內(nèi)徑為20 cm,繪制終孔剖面圖,確定導(dǎo)管的下置長(zhǎng)度,并在終孔剖面圖上標(biāo)注導(dǎo)管的中心位置,導(dǎo)管的組合情況。澆筑的過(guò)程中定時(shí)測(cè)量混凝土面及導(dǎo)管內(nèi)的混凝土面,根據(jù)混凝土面上升情況決定導(dǎo)管的提升高度,從而保證防滲墻的澆筑質(zhì)量。相鄰兩槽段混凝土澆筑前,及時(shí)清理接頭,確保成墻的連續(xù)性。澆筑后的墻段,及時(shí)進(jìn)行覆蓋養(yǎng)護(hù),28 d內(nèi)嚴(yán)禁重車上壩,周圍50 m內(nèi)禁止放炮作業(yè)。上下游壩坡禁止大型機(jī)械振動(dòng)碾壓。施工過(guò)程要及時(shí)做好現(xiàn)場(chǎng)記錄。
古城水庫(kù)的塑性混凝土防滲板墻在施工過(guò)程中,嚴(yán)格按照規(guī)范及設(shè)計(jì)要求,統(tǒng)籌安排,科學(xué)施工。經(jīng)過(guò)山東省水利工程質(zhì)量與安全檢測(cè)中心站對(duì)防滲墻槽孔及泥漿進(jìn)行檢測(cè),檢測(cè)中共抽檢52點(diǎn)次,合格率為100%,抗壓強(qiáng)度、彈性模量及滲透系數(shù)檢驗(yàn)指標(biāo)全部合格。通過(guò)對(duì)防滲墻進(jìn)行無(wú)損檢測(cè),檢測(cè)得知:1)防滲墻整體連續(xù)性較好,未發(fā)現(xiàn)有段墻、矮墻或墻體中斷現(xiàn)象。2)整體來(lái)看,防滲墻密實(shí)性較好,未發(fā)現(xiàn)墻體大面積混凝土離析、孔隙、蜂窩等現(xiàn)象。3)雷達(dá)圖像顯示防滲墻墻底反射不明顯,分析認(rèn)為墻體底部界面不易識(shí)別。
由此可見(jiàn),古城水庫(kù)塑性混凝土防滲墻施工質(zhì)量是可靠的,做法是成功的。通過(guò)3年的運(yùn)行觀測(cè),防滲墻能有效阻止壩體及壩基的滲漏,確保了壩體的安全。