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        水庫大堤不均勻沉降導(dǎo)致排水閘漏水的處理措施

        2015-12-18 06:05:44王永慶
        水利技術(shù)監(jiān)督 2015年1期
        關(guān)鍵詞:堤身大堤成樁

        王永慶

        (長江勘測(cè)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司上海分公司,上海 200439)

        1 項(xiàng)目概況

        上海某平原水庫工程位于杭州灣 -3.0~-5.0m灘面處,堤基為淤泥質(zhì)粉砂或粉土,堤身采用聚丙稀編織袋充填管袋結(jié)構(gòu),堤坡均采用灌砌塊石結(jié)構(gòu),水庫新建圍堤形成總面積約1.25km2。工程在水庫上下游分別設(shè)置引水泵站和排水閘,促使水庫水體進(jìn)行交換,保持水庫水體的水質(zhì)。該工程于2007年6月通過竣工驗(yàn)收,投入使用,截至2012年6月已經(jīng)使用5年。

        2 發(fā)現(xiàn)漏水

        2012年6月29日管理人員在巡查水庫大堤時(shí)發(fā)現(xiàn)排水閘北側(cè)25m范圍內(nèi),大堤水庫側(cè)(內(nèi)側(cè))灌砌塊石護(hù)坡段出現(xiàn)裂縫,7月5日管理人員巡查時(shí)發(fā)現(xiàn)該段堤坡進(jìn)一步由裂縫變成局部塌陷,并在隨后的幾天內(nèi)塌陷迅速擴(kuò)大,25m范圍內(nèi)的內(nèi)側(cè)灌砌塊石護(hù)坡塌陷70%,且隨著外海側(cè)高潮位的時(shí)候,塌陷區(qū)內(nèi)側(cè)水域有較明顯的冒水。如圖1所示。

        圖1 護(hù)坡塌陷及冒水圖

        3 原因推測(cè)

        根據(jù)水庫側(cè)護(hù)坡塌陷及其內(nèi)側(cè)水域的冒水現(xiàn)象,初步分析導(dǎo)致大堤護(hù)坡塌陷的原因,主要是滲透破壞。初步推測(cè)為大堤堤身防滲墻與排水閘防滲墻之間銜接處出現(xiàn)間隙,滲流通過此間隙形成滲漏通道,并帶走了堤身砂,使灌砌塊石下產(chǎn)生空洞,在重力的作用下出現(xiàn)了塌陷現(xiàn)象,當(dāng)外海側(cè)高潮位時(shí),滲流通過此滲漏通道進(jìn)入水庫形成冒水現(xiàn)象。

        4 加固處理

        根據(jù)目前大堤現(xiàn)狀及塌陷冒水的原因分析,對(duì)大堤的加固處理分兩步進(jìn)行,即防滲加固和堤身恢復(fù)。

        (1)防滲處理:在排水閘北側(cè)25m范圍內(nèi)增設(shè)一道防滲墻,防滲墻采用高壓旋噴樁加固,且對(duì)大堤防滲墻與排水閘防滲墻銜接處增設(shè)三角形加固區(qū),確保全面封堵銜接處的間隙,截?cái)酀B漏通道。旋噴樁采用直徑0.6m,間距0.4m,樁底高程為-9.0m,伸入地基淤泥層,樁頂高程為堤頂高程。

        (2)堤身恢復(fù):拆除塌陷破壞的灌砌塊石護(hù)坡,對(duì)護(hù)坡下的空洞回填袋裝砂壓實(shí),重建灌砌塊石護(hù)坡結(jié)構(gòu)層。

        5 再現(xiàn)漏水

        上述加固處理方案實(shí)施完成后,2012年10月22日在排水閘的水庫側(cè)消力池與海漫之間的接縫處發(fā)現(xiàn)有冒水,如圖2所示。

        圖2 排水閘漏水圖

        6 再次分析

        圖3 排水閘旋噴樁布置圖

        大堤段加固后未再現(xiàn)漏水現(xiàn)象,而排水閘分縫處卻出現(xiàn)了冒水現(xiàn)象,由此可見,導(dǎo)致此次大堤護(hù)坡塌陷的滲漏問題尚未得到解決,防滲加固處理未能截?cái)酀B漏通道,僅僅是封堵了滲漏通道的出口,使?jié)B漏改變了路徑,從排水閘消力池與海漫之間的接縫處冒出。

        排水閘與大堤銜接處以及以北25m范圍內(nèi)堤防均增設(shè)了防滲樁,不可能存在滲漏通道,因此,滲漏通道仍然存在于排水閘內(nèi)部,且存在于排水閘底部,閘底板與防滲樁的銜接處。

        7 再次加固

        為了全面截?cái)酀B漏通道,在排水閘閘底板外側(cè)設(shè)置一道防滲墻,防滲墻采用高壓旋噴樁,兩側(cè)與已實(shí)施防滲墻連接,形成防滲封閉圈。旋噴樁采用直徑1.0m,間距0.7m,樁底高程為-9.0m,應(yīng)伸入地基淤泥層,樁頂高程應(yīng)高于閘底板底高程,旋噴樁布置圖如圖3所示。

        但旋噴樁在施工時(shí)發(fā)現(xiàn),由于滲漏通道存在時(shí)間較長,排水閘閘底板下的砂土被滲流淘刷嚴(yán)重,根據(jù)旋噴樁的鉆孔測(cè)量結(jié)果,施工區(qū)的閘底板下1~3m內(nèi)基本為空隙,無地基砂土,旋噴樁無法成樁。因此,旋噴樁成樁前應(yīng)采取措施填充該區(qū)域的空隙。

        對(duì)此,我們預(yù)先鉆好旋噴樁的所有孔位,通過此鉆孔填充砂土。由于鉆孔直徑較小,一方面砂土下填速度緩慢,另一方面砂土僅堆存于孔下很小范圍,難以滿足旋噴樁成樁直徑1.0m的要求。因此,我們又嘗試在砂土中加水和水泥漿等方法,經(jīng)過多次試驗(yàn)及觀測(cè),在砂土中加入水灰比為1∶10左右的水泥漿后,砂土在孔下能夠流動(dòng),但又不至流失,且能夠滿足旋噴樁的設(shè)計(jì)直徑1.0m的要求。

        上述工程實(shí)施后,旋噴樁成樁效果良好,成功截?cái)啻嬖谟陂l底板下的滲漏通道,此次加固工程取得預(yù)期目標(biāo)。

        8 結(jié)語

        由于水庫大堤地基的不均勻沉降,導(dǎo)致閘底板下的防滲墻與底板之間產(chǎn)生裂隙,在堤身形成滲漏通道,經(jīng)過長時(shí)間的淘刷,將閘底板下及堤身局部區(qū)域的砂土帶出堤身,大堤內(nèi)坡灌砌塊石受重力作用發(fā)生塌陷,導(dǎo)致閘底板下滲漏通道被及時(shí)發(fā)現(xiàn),尚未對(duì)排水閘造成較大損壞。

        但是由于率先塌陷處位于大堤內(nèi)坡,導(dǎo)致我們誤認(rèn)為滲漏通道位于大堤防滲墻與排水閘防滲墻銜接處,經(jīng)過對(duì)該處的防滲加固后,滲漏通道仍然未截?cái)?,才使我們尋找出滲漏通道的正確位置,采取合理的高壓旋噴樁防滲加固措施,并且在旋噴樁施工時(shí)遇到較大空隙,成樁困難時(shí),采取有針對(duì)性的填充稀水泥漿加砂土的方法,有效解決旋噴樁成樁困難的問題,成功截?cái)嗯潘l下的滲漏通道。

        [1]吳偉明.化學(xué)灌漿技術(shù)在排水閘除險(xiǎn)加固工程中的應(yīng)用[M].北京:中國防汛抗旱,2012.

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