□田建立
御克路堤壩工程位于河北省承德市圍場縣壩上御克路K33+221—K33+221+537.85m 的雙岔河上,堤壩總長316.85m,堤 頂 高 程1668.01m,堤 高18m,正常蓄水位1663.51m,水面面積為182417m2,水面長1060m,壩體結構形式為碾壓均質礫石土壩,原壩體防滲采用壩腳垂直高噴防滲墻與壩體上游護坡上復合土工膜聯(lián)合防滲,在堤頂K33+400 處設計一開敞式泄洪洞,設計斷面為4 孔,每孔為2.0×2.0m 箱形結構,涵洞進口底高程1663.51m,出口底高程1656.6m,全長63m。洞身段縱坡為1/5,每10m 設伸縮縫,并設立防滲環(huán),縫間設兩道651 型橡膠止水帶,涵洞襯砌厚度為0.4m。涵洞混凝土襯砌強度等級為C25W6F300,出口下設消力池,消力池下設海漫和防沖槽等消能設施。
兩岸壩頭基礎全部為粉細砂透水層,粉細砂滲透系數(shù)為1×10-2cm/s,粒徑0.17~0.25mm,當上游蓄水位達到設計蓄水位時,下游岸坡出現(xiàn)滲流,經(jīng)過兩年運行下游岸坡出現(xiàn)塌坑,為了保護公路和壩體,補充設計為岸坡邊坡設計為1∶3,與大壩下游順滑連接,并在50m(根據(jù)實際情況應鋪過出溢點)范圍內做干砌石防護,底部做干砌石排水溝排向下游,干砌石厚度為30cm,下鋪20cm碎石墊層反濾。
兩岸壩頭護坡基礎為粉細砂,滲透系數(shù)為1×10-2cm/s,為透水層,在水流的帶動下易液化,不穩(wěn)定,內摩擦角為10°,粒徑0.17~0.25mm,粒徑小,如果直接在粉細砂基礎上鋪設碎石墊層反濾,碎石墊層空隙比粉細砂大,當上游庫區(qū)蓄水到正常蓄水位,蓄水位置較高,導致下游周圍地下水位升高,當水位高于壩腳時,在壩腳處就會有明流出現(xiàn)。如果出現(xiàn)水流,水流會通過碎石墊層空隙把粉細砂不斷帶走,形成流土,基礎會塌陷,造成塌坑。
為了使下游地下水位最低,首先放空上游庫區(qū)的水。把壩腳處的粉細砂挖除并開挖到地下水位,底寬不小于3.5m,開挖邊坡坡度為1∶1.5,開挖完成后先鋪設土工布,在頂部做一個齒槽用來固定土工布頂端,齒槽長度和壩坡寬度相等,下部鋪設到壩腳排水溝底部,鋪設完成后,在采用當?shù)厣缴系纳皆?,進行回填,邊回填邊靠近土工布的一側填筑10cm 厚中粗砂,以便保護土工布,同時也起到反濾的作用。
土工布鋪設具有以下3 種功能:一是保護性:防止被保護土土粒隨水流流失;二是透水性:保證滲流水通暢排走;三是防止材料被細土粒堵塞失效。
考慮到上面有石渣土,選用最大單位面積重量800g/m2的土工布,厚度為5mm,斷裂強力25KN/m,斷裂伸長率25~100%,CRB 頂 破 強 力4KN,等 效 孔徑O900.07~0.2mm,垂 直 滲 透 系 數(shù)2×10-2/cm/s,撕破強力0.6KN。
首先就近容易開采,成本低,粒徑在0.1~3cm,選擇級配連續(xù),材質堅固的山渣石,當水流通過山渣石土空隙時,山渣石起反濾作用可以有效地降低浸潤線,粉細砂就不會被水流帶走,起到第二層的保護作用。
土工布鋪設和換填土完成后,在上面按照設計要求鋪設碎石墊層和護坡。如圖1 所示。
護坡基礎經(jīng)過上述方法處理后,上游庫區(qū)蓄到最高水位,經(jīng)過12 個月的觀察,浸潤線降低了,壩坡基礎穩(wěn)定,沒有出現(xiàn)流砂,護坡沒有出現(xiàn)塌陷,達到了設計的目的。
粉細砂岸坡防護如果基礎處理不好就會出現(xiàn)塌坑,影響護坡的耐久性,甚至會影響交通和主壩體,因此要對粉細砂岸坡防護基礎進行認真研究,區(qū)別對待,土工布有重量輕,體積小,運輸方便,施工簡單,質量容易保證,造價低廉的特點,在結合當?shù)氐氖┕げ牧?,采用合理、?jīng)濟的方法進行處理,并在施工中運用,可以起到保護護坡安全、穩(wěn)定和美觀的作用?!?/p>
圖1 土工布鋪設施工圖