李 隆
(萬(wàn)年縣水務(wù)局, 江西 上饒 335500)
以蔣源水庫(kù)大壩為例分析土石壩加固方案比較選擇。蔣源水庫(kù)1959年動(dòng)工興建,1960年建設(shè)完成,總庫(kù)容2.96×106,興利庫(kù)容2.26×106,正常蓄水位62.94 m,是一座以灌溉為主,兼有防洪綜合利用的小(1)型水庫(kù),設(shè)計(jì)灌溉面積0.3萬(wàn)畝。水庫(kù)大壩壩基上部為強(qiáng)風(fēng)化粉砂質(zhì)千枚狀板巖,巖體具中等透水性,壩基存在滲漏問(wèn)題。大壩壩體填筑土為含礫低液限粘土,局部粘粒含量偏低,具中等壓縮性,土體不密實(shí),填筑質(zhì)量差,滲透系數(shù)平均值為2.2×10-4cm/s,不滿足規(guī)范強(qiáng)制性條文要求。針對(duì)土石壩壩基滲漏及壩身滲流不穩(wěn)定病害,本次土石壩大壩除險(xiǎn)加固擬對(duì)壩身及壩基滲漏通道進(jìn)行截滲。
方案擬定:對(duì)大壩防滲主要采用壩身垂直防滲方案,目前國(guó)內(nèi)技術(shù)較成熟又適合本工程實(shí)際情況的技術(shù)主要有沖抓套井回填粘土防滲技術(shù)、深層攪拌樁截滲墻技術(shù)等。結(jié)合本工程大壩地形、地質(zhì)情況,本次除險(xiǎn)加固對(duì)大壩防滲初步擬定以下兩個(gè)方案進(jìn)行比較分析。
(1)在大壩壩軸線處采用沖抓式機(jī)械造井,井孔深至基巖,在套井內(nèi)回填夯實(shí)粘土,形成一道防滲心墻。大壩沖抓套井采用兩排布置,孔徑1.05 m,孔心距0.82m,單排布孔,心墻有效厚度0.66 m,孔深深入基巖以下0.50 m。
(2)在大壩壩頂軸線處對(duì)壩身和壩基實(shí)施深層攪拌樁,攪拌樁與壩體及壩基形成一道連續(xù)銜接的防滲體系,攪拌樁單排布置,孔徑0.35 m,孔距0.16 m,有效厚度0.31 m,孔深深入基巖以下0.50 m。
從工程施工和造價(jià)兩方面進(jìn)行比較:方案(1)施工工藝簡(jiǎn)單,質(zhì)量易于控制,可縮短工期,廣泛用于江西省土石壩防滲加固中,防滲效果可靠,積累了較多施工經(jīng)驗(yàn),方案(2)施工設(shè)備簡(jiǎn)單,施工技術(shù)成熟,施工質(zhì)量易于控制但對(duì)土層土料要求較嚴(yán),不適于加固含有較大漂石、壩高超過(guò)10 m的土石壩;方案(1)概算總額約為64萬(wàn)元,方案(2)概算總額約為79萬(wàn)元。
綜上比較,方案(1)比方案(2)節(jié)省投資,不受天氣及庫(kù)水位的影響,施工質(zhì)量易于保證,施工工期短,防滲效果可靠程度高,推薦方案(1)。
以南山水庫(kù)溢洪道為例分析溢洪道加固方案比較選擇。南山水庫(kù)1970年開(kāi)工興建,1972年建設(shè)完成,總庫(kù)容1.12×106,興利庫(kù)容7.26×105,正常蓄水位73.42 m,是一座以灌溉為主,兼有防洪綜合利用的小(1)型水庫(kù),設(shè)計(jì)灌溉面積 0.11萬(wàn)畝。水庫(kù)溢洪道為山體開(kāi)挖而成,進(jìn)口段底板未襯護(hù),抗沖刷能力差,控制段及泄槽段混凝土底板局部薄層襯護(hù)并存在多條縱橫向裂縫,泄槽段兩側(cè)邊坡過(guò)陡,無(wú)消能設(shè)施,出水渠狹窄彎曲,洪水不能安全下泄。針對(duì)溢洪道消能設(shè)施損壞、沖刷不穩(wěn)定、泄洪危險(xiǎn)病害,本次溢洪道加固除險(xiǎn)加固擬對(duì)溢洪道進(jìn)口段、控制段、泄槽段、消能防沖段、出水段進(jìn)行加固,擬定了以下兩個(gè)方案進(jìn)行比較分析。
(1)對(duì)進(jìn)口段底板進(jìn)行混凝土襯護(hù),對(duì)控制段及泄槽段底板混凝土面進(jìn)行鑿毛、清洗,澆筑C20混凝土,采用錨筋連接新舊混凝土,對(duì)泄槽段兩側(cè)陡坡進(jìn)行混凝土襯砌,新建長(zhǎng)8 m,寬2.5 m,池深1.0 m,板厚0.3 m的消力池及長(zhǎng)約400 m的泄洪渠。
(2)對(duì)進(jìn)口段底板進(jìn)行混凝土襯護(hù),對(duì)控制段及泄槽段底板混凝土面進(jìn)行鑿毛、清洗,澆筑C20混凝土,采用錨筋連接新舊混凝土,拆除重建泄槽段陡坡,采用M7.5漿砌石砌筑,新建長(zhǎng)8 m,寬2.5 m,池深1.0 m,板厚0.3 m的消力池及長(zhǎng)約400m的泄洪渠。
從工程施工及造價(jià)兩方面比較:方案(1)施工工序簡(jiǎn)單,棄渣量極少,施工工期較短,方案(2)需拆除現(xiàn)有側(cè)墻的砼和漿砌石,棄渣量大且施工工期較長(zhǎng);方案(1)的概算總額約30萬(wàn)元,方案(2)概算總額約40萬(wàn)元。
綜上比較,方案(1)比方案(2)節(jié)省投資,施工簡(jiǎn)易,工期短,推薦方案(1)。
以蔣源水庫(kù)為例分析輸水建筑物加固方案比較選擇。水庫(kù)涵管座落在左壩頭強(qiáng)風(fēng)化千枚狀板巖體上,涵管管體多處蜂窩麻面,局部露筋,鋼筋銹蝕嚴(yán)重,混凝土強(qiáng)度偏低,滲漏嚴(yán)重。針對(duì)輸水建筑物損壞病害,本次輸水建筑物除險(xiǎn)加固擬定以下兩種方案進(jìn)行比較分析。
(1)挖除老涵管,修建新涵管,施工中對(duì)部分壩體進(jìn)行開(kāi)挖及回填,為保證壩體新老土體結(jié)合,應(yīng)注意回填質(zhì)量并對(duì)新老土體接觸面進(jìn)行開(kāi)挖齒槽鑲嵌處理。
(2)封堵現(xiàn)涵管,在大壩右岸山體新挖一條洞長(zhǎng)197 m,洞徑2.0 m的引水隧洞,采用C20鋼筋混凝土襯砌,襯砌后內(nèi)徑1.5 m,采用螺桿啟閉機(jī)啟閉進(jìn)行啟閉。
從工程施工和造價(jià)兩方面比較:方案(1)對(duì)壩體進(jìn)行開(kāi)挖的土方量大,約占大壩壩體土方的 67%,施工時(shí)無(wú)導(dǎo)流建筑物,排水困難,建成后不便于檢查,方案(2)可利用現(xiàn)有灌溉涵管導(dǎo)流,施工期較寬裕,施工干擾少,建成后便于檢查;方案(1)概算總額約為123萬(wàn)元,方案(2)概算總額約為96萬(wàn)元。
綜上分析,方案(2)比方案(1)節(jié)省投資,施工方便,建成后運(yùn)行管理方便,推薦方案(2)。
通過(guò)對(duì)萬(wàn)年縣土石壩壩體、溢洪道、輸水建筑物的典型病害癥狀進(jìn)行加固分析,提出多種加固方案并進(jìn)行比較選擇。提出了土石壩加固方案比較選擇的思路,為同類土石壩工程的病害處理提供了借鑒。