徐 菁 （宿遷學(xué)院建筑工程學(xué)院，江蘇 宿遷 223800）

青墩水庫位于山東省諸城市東南13km皇華鎮(zhèn)青墩子村南，于1960年建成，是一座集防洪、供水、灌溉等綜合利用于一體的中型平原水庫。水庫的控制流域面積為102km2，工程級(jí)別為Ⅲ等，主要建筑物為三級(jí)。設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇；校準(zhǔn)供水標(biāo)準(zhǔn)為1000年一遇。相應(yīng)設(shè)計(jì)洪水位93.08m，校核洪水位94.82m，水庫興利水位91.20m（汛限水位），死水位84.75m?？値烊?389萬m3，調(diào)整庫容2331萬m3，興利庫容1899萬m3，死庫容159萬m3。

根據(jù)《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》（GB18306-2015）,地震動(dòng)峰值加速度0.15g，反應(yīng)譜特征周期0.4s，相應(yīng)的地震基本烈度為Ⅶ度，抗震設(shè)防烈度為7度。

1 工程地質(zhì)條件

青墩水庫大壩上游砂殼填筑土主要為粉土質(zhì)細(xì)砂，黃褐色，局部夾雜少量灰土，含少量碎石及巖石碎屑，標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)為9～13擊，松散～密實(shí)，粘粒含量2.20～4.20%，粉粒含量17.40～40.60%，礫石含量1.30～8.40%，相對(duì)密度0.58～0.72。滲透系數(shù)為2.17×10-3cm/s，屬于中等透水。

下游壩殼的主要成分為粘土質(zhì)中粗砂，分布在主壩河床中，黃褐色，局部灰色，含少量礫石，礫石的直徑均小于6cm。上部1.00～1.50m厚度內(nèi)含碎石及風(fēng)化巖碎屑較多，重型圓錐動(dòng)力觸探擊數(shù)6～9擊，稍密，含泥量 11.70～14.70%，礫石含量 10.80～12.20%。通過野外注水試驗(yàn)得到滲透系數(shù)為6.72×10-4cm/s，屬于中等透水。

2 液化判別

2.1 上游壩殼

上游壩殼的粒徑＜5mm顆粒含量質(zhì)量百分率為94.40～98.70%，大于30%；其中粒徑＜0.005mm顆粒含量質(zhì)量百分率為2.2～4.2%，小于該地區(qū)動(dòng)峰值加速度0.15相對(duì)應(yīng)的17%，初判為液化土。

采用標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)法對(duì)上游壩殼液化可能性進(jìn)行復(fù)判，其成果見表1。

上游壩殼液化判別成果表 表1

存在的問題包括含泥量偏高，不符合壩殼砂礫料質(zhì)量要求，相對(duì)密度中大于0.70的僅占16.7%，不符合85%的合格率標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)判定，上游壩殼為液化土層。

2.2 下游壩殼

下游壩殼黏土質(zhì)粗砂按《水利水電工程天然建筑材料勘察規(guī)程》（SL 251-2015）表4.3.1-1填筑料質(zhì)量指標(biāo)評(píng)價(jià)為：含泥量（粘、粉粒）偏高，達(dá)不到壩殼砂礫料質(zhì)量要求；滲透系數(shù)為 6.72×10-4cm/s，≯1×10-3cm/s，不符合壩殼砂礫料質(zhì)量要求。

下游壩殼黏土質(zhì)粗砂相對(duì)密度0.60～0.66，均不大于0.70。根據(jù)《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》（SL274-2001）和《堤防工程施工規(guī)范》（SL260-2014），不符合85%的合格率標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)在地震情況下下游壩殼中粗砂層易產(chǎn)生液化。

壩體及壩基液化后造成的后果會(huì)引起壩坡的“流滑”失穩(wěn)致使大壩喪失基本功能。

3 設(shè)計(jì)方案比選

3.1 方案一，填料振沖密實(shí)加固結(jié)合拋石壓重方案

圖1 現(xiàn)狀主壩下游壩坡

振沖法適用于松散碎石土、砂土、粉土、人工填土等土層的振密。根據(jù)施工期所在水庫水位得出拋石體平臺(tái)高程及壩殼振沖底高程，采用東放水洞導(dǎo)流，按現(xiàn)狀東放水洞閘底高程83.12m作為起調(diào)水位，5年一遇最高洪水位為84.13m，死水位84.75m，結(jié)合施工及上述因素，上游壩腳壓重平臺(tái)高程確定為85.50m，平臺(tái)頂寬20.00m，壩體振沖底高程確定為84m。

大壩上游壩殼采用振沖法進(jìn)行加固，振沖底高程84.00m，要求振沖后大壩上游壩殼中粗砂相對(duì)密度Dr≥0.80。

主要優(yōu)點(diǎn)：①施工功效高、速度快、工期較短；②通過振沖使原有砂殼顆粒重新排列，減少孔隙，提高砂殼的相對(duì)密度、抗剪強(qiáng)度和抗液化力度。

主要缺點(diǎn)：①方案預(yù)算造價(jià)1605萬元，投資巨大；②施工難度大，且振沖質(zhì)量難以保證。

3.2 方案二，翻壓加固結(jié)合拋石壓重方案

上游砂殼85.00m以上采用翻壓方案，翻壓后要求相對(duì)密度Dr≥0.80。對(duì)85.00m高程以下在上游壩腳采用風(fēng)化料和拋石壓重，以防止壩基粗砂及上游壩殼下部液化。

主要優(yōu)點(diǎn)：①采用常規(guī)施工機(jī)械施工，可充分拌和揀除孤石，減少砂殼中雜志的影響，有效控制砂殼的相對(duì)密度；②施工工藝簡(jiǎn)單；③翻壓范圍內(nèi)施工質(zhì)量易于檢查和控制，分層進(jìn)行填筑碾壓，加固效果好，且發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題易于補(bǔ)救；④工程預(yù)計(jì)總造價(jià)1270萬元，相對(duì)投資較小。

主要缺點(diǎn)：上游砂殼沿中心島向向兩端運(yùn)倒，作業(yè)范圍廣，施工進(jìn)度慢，工期較長(zhǎng)。

考慮經(jīng)濟(jì)技術(shù)和施工綜合情況，根據(jù)以上兩個(gè)方案的特點(diǎn)，著重從工程投資、施工質(zhì)量、工藝方面考慮。青墩水庫主壩右岸存在坡度較為平緩的山包可作為倒土場(chǎng)地，翻壓措施處理砂殼液化施工質(zhì)量有保證。綜上所述，選擇方案二，即翻壓加固結(jié)合風(fēng)化料和拋石壓重方案。

4 結(jié)束語

本文介紹了青墩水庫大壩基本地質(zhì)情況及存在的液化問題，主要從工程施工難度、施工的可行性、預(yù)算造價(jià)和施工后的效果幾個(gè)方面來進(jìn)行方案比較，從而更好地為關(guān)于中型平原水庫除險(xiǎn)加固中出現(xiàn)的液化問題提供參考意見。