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        高壓旋噴灌漿在甘泉岳屯水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程中應(yīng)用成效探析

        2016-10-21 08:46:12
        地下水 2016年5期
        關(guān)鍵詞:甘泉滲透系數(shù)壩體

        李 飛

        (陜西省甘泉縣防汛辦,陜西 甘泉 716100)

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        高壓旋噴灌漿在甘泉岳屯水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程中應(yīng)用成效探析

        李飛

        (陜西省甘泉縣防汛辦,陜西 甘泉 716100)

        高壓旋噴多是用于第四紀(jì)的沖(淤)積層、殘積層以及人工填土等較弱土層,在水庫(kù)大壩人工碾壓土中國(guó)內(nèi)尚沒(méi)有應(yīng)用,利用甘泉岳屯水庫(kù)壩體加固,以探索高壓旋噴灌漿工藝在高密度土體應(yīng)用效果。實(shí)踐證明,該工藝可在高密度土體中用以防滲處理,效果比較理想。

        水庫(kù)除險(xiǎn)加固;高壓旋噴灌漿;岳屯水庫(kù)

        甘泉岳屯水庫(kù)建于2001年10月,2002年7月竣工并投入運(yùn)行,是縣城主要供水水源,投入運(yùn)行以來(lái)由于左壩肩繞滲較嚴(yán)重,導(dǎo)致該水庫(kù)一直處于低水庫(kù)位運(yùn)行,無(wú)法正常使用,為了使水庫(kù)能正常發(fā)揮效益,解決當(dāng)?shù)厝诵箫嬎щy,本次在水庫(kù)除險(xiǎn)加固項(xiàng)目中對(duì)水庫(kù)大壩進(jìn)行高壓旋噴灌漿加固。

        高壓旋噴灌漿于二十世紀(jì)六十年代首創(chuàng)于日本。七十年代初,我國(guó)鐵路、煤炭、水電及冶金系統(tǒng)相繼引進(jìn),開(kāi)始研究和應(yīng)用,目前已廣泛用于各種建筑物地基的加固工程中,防滲效果良好。

        高壓旋噴灌漿防滲和加固技術(shù)適用于軟弱土層,如第四紀(jì)的沖(淤)積層、殘積層以及人工填土等。我國(guó)的實(shí)踐證明,砂類土、粘性土、黃土和淤泥等地層均能進(jìn)行噴射加固,效果較好。對(duì)于高致密性人工壓實(shí)土,還未有應(yīng)用。本次在甘泉岳屯水庫(kù)壩體上進(jìn)行高壓旋噴灌漿目前尚屬首例。

        1 岳屯水庫(kù)概況

        甘泉縣位于延安市中南部,屬陜北黃土高塬溝壑區(qū),東接寶塔區(qū),西鄰志丹縣,西北與安塞相鄰,南和富縣接壤,東西寬86 km,南北長(zhǎng)約40 km,總面積2 287 km2。

        甘泉縣岳屯水庫(kù)位于甘泉縣高哨鄉(xiāng)岳屯村,水庫(kù)位于洛河左岸支流岳屯溝內(nèi),該水庫(kù)距岳屯溝溝口約3.9 km,甘泉~志丹公路從洛河右岸經(jīng)過(guò),壩址區(qū)有鄉(xiāng)村公路與甘泉~志丹公路相接,交通便利。

        岳屯水庫(kù)樞紐主要由大壩、放水涵洞,溢洪道三部分組成。大壩為均質(zhì)土壩,壩高26.0 m,壩頂寬5 m,壩長(zhǎng)145 m,壩頂高程1 070.0 m,正常蓄水位1 064.40 m,校核洪水位1 067.60 m,總庫(kù)容218.8萬(wàn) m3,溢洪道為開(kāi)敞式明渠,位于大壩右岸,底寬14 m,放水涵洞位于壩體左端,為臥管式涵洞,砌石結(jié)構(gòu),臥管單排孔布設(shè)。是以城市供水為主的小(Ⅰ)型水利工程。主要建筑物設(shè)計(jì)等級(jí)四級(jí)。水庫(kù)自投入運(yùn)行以來(lái)左壩肩繞滲較嚴(yán)重,導(dǎo)致該水庫(kù)一直處于低水庫(kù)位運(yùn)行,無(wú)法正常使用。

        2 高壓旋噴灌漿布置

        針對(duì)水庫(kù)大壩滲漏點(diǎn),將高壓旋噴灌漿工程分為兩個(gè)單元,樁號(hào):0-025.3~0+054.8共90個(gè)孔為第一單元,樁號(hào):0+055.7~0+144.6共82個(gè)孔為第二單元。兩個(gè)單元共布孔172個(gè);另布設(shè)試驗(yàn)孔4上、檢查孔4個(gè)。

        高壓旋噴灌漿前期主要針對(duì)施工方法、灌漿工藝及參數(shù)等進(jìn)行了試驗(yàn),確定了灌漿的相關(guān)參數(shù),以便更好組織開(kāi)展下一步灌漿施工。

        圖1 高壓旋噴樁圖

        3 施工效果分析

        高壓旋噴灌漿施工完成后,根據(jù)工程現(xiàn)場(chǎng)情況和高噴深度選用樁身檢查孔進(jìn)行檢查高噴防滲墻的質(zhì)量,檢查孔注水試驗(yàn)結(jié)果:XPJ-1滲透系數(shù)K=4.41×10-8cm/s;鉆孔注水試驗(yàn)透水率q=0.003 2 lu; XPJⅠ-2滲透系數(shù)K=4.37×10-8cm/s;鉆孔注水試驗(yàn)透水率q=0.003 3 lu,XPJ-3滲透系數(shù)K=4.18×10-8cm/s;鉆孔注水試驗(yàn)透水率q=0.003 2 lu; XPJⅠ-4滲透系數(shù)K=4.53×10-8cm/s;鉆孔注水試驗(yàn)透水率q=0.003 4 lu,其滲透系數(shù)均滿足了設(shè)計(jì)要求,壓水試驗(yàn)表明采用高噴防滲墻施工方法能滿足滲透系數(shù)小于10-5的設(shè)計(jì)要求。

        在檢查孔試驗(yàn)完成后,布設(shè)兩個(gè)鉆孔取芯,從芯樣表面看,比較光滑,水泥含量大,且分布均勻,芯樣長(zhǎng)度多在40~60 cm之間,最長(zhǎng)芯樣為80 cm,最短為10 cm。水泥樁自上而下比較完整,無(wú)斷樁現(xiàn)象。

        4 試驗(yàn)資料分析

        土工試驗(yàn)資料是對(duì)灌漿效果評(píng)價(jià)的最有效方法,本次灌漿所有土工試驗(yàn)由延安浩源有限公司測(cè)試,在灌漿前后分別在壩體開(kāi)挖探井2個(gè),取樣5組,做了天然密度、干密度,孔隙比,孔隙率及滲透試驗(yàn),灌漿試驗(yàn)成果詳見(jiàn)表1。

        表1 甘泉縣岳屯水庫(kù)灌漿試驗(yàn)成果資料分析表

        根據(jù)試驗(yàn)資料分析:壩體土天然密度灌漿后比灌漿前遞增了19.2 %,干密度灌漿后比灌漿前遞增了14.3%,孔隙比灌漿后比灌漿前遞減了38%,孔隙率灌漿后比灌漿前遞減了18%。原狀土天然密度灌漿后比灌漿前遞增了7.8 %,干密度灌漿后比灌漿前遞增了8.4 %,孔隙比灌漿后比灌漿前遞減了31% ,孔隙率灌漿后比灌漿前遞減了15.9%。

        通過(guò)試驗(yàn)資料分析,天然密度、干密度及滲透系數(shù),灌漿前后呈遞增,孔隙比、孔隙率灌漿前后呈遞減,符合灌漿規(guī)律,同時(shí)也說(shuō)明灌漿起到了密實(shí)壩體,減小土粒空隙,提高防滲能力的作用。

        5 結(jié)語(yǔ)

        (1)高壓旋噴灌漿可很好地解決均質(zhì)土壩因壩體密度不均而產(chǎn)生的壩體滲漏問(wèn)題。

        (2)經(jīng)對(duì)高壓旋噴灌漿后注水試驗(yàn)分析,各檢查孔注水試驗(yàn)結(jié)果表明其滲透系數(shù)均滿足了設(shè)計(jì)要求,采用高噴防滲墻施工方法能滿足滲透系數(shù)小于10-5 的設(shè)計(jì)要求,高噴防滲墻的防滲效果比較好。

        (3)水庫(kù)在以后的運(yùn)行中,應(yīng)加強(qiáng)滲漏、位移、沉降、水位、浸潤(rùn)線等方面的監(jiān)測(cè)。

        2016-05-30

        李飛(1979-),男,陜西甘泉人,工程師,主要從事水利水保工程施工與管理工作。

        TV544+.924

        A

        1004-1184(2016)05-0158-02

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