高 波,田 赟,孫 凱,李天虎,姚 猛
(1.山東省新泰市水務(wù)發(fā)展中心,271200,新泰;2.山東省新泰市田村水庫管理服務(wù)中心,271200,新泰;3.山東省新泰市水利局,271200,新泰;4.山東省新泰市河道管理保護中心,271200,新泰)
山東省新泰市田村水庫建成于1979年5月,位于新泰市禹村鎮(zhèn)田村南,柴汶河支流禹村河上游,是一座以防洪為主兼顧灌溉、養(yǎng)殖等綜合利用的中型水庫。40年的運行中,水庫大壩、溢洪道、放水洞等建筑物存在嚴重的工程質(zhì)量問題,大壩抗滑不穩(wěn)定,壩坡存在滲透變形隱患。2016年4月水利部大壩安全管理中心核查認定大壩為三類壩,急需進行除險加固,以發(fā)揮其綜合效益。
新泰市田村水庫除險加固工程總投資2 782.66萬元,建設(shè)工期為10個月,工程于2018年12月26日開工建設(shè),2019年9月30日完成除險加固工程。大壩為壤土均質(zhì)土壩,大壩主要加固內(nèi)容為塑性混凝土墻垂直防滲、上游修坡與護坡、重置反濾層、下游修坡與護坡、重建壩后排水設(shè)施、壩頂改建安全防護墻、放水洞拆除以及新建豎井和混凝土箱涵洞身。塑性混凝土墻垂直防滲是解除水庫滲透變形隱患的核心內(nèi)容,關(guān)系水庫除險加固的成敗。
塑性混凝土墻垂直防滲采取地下連續(xù)墻成槽液壓抓斗成槽,再澆筑一定厚度素混凝土防滲墻,形成阻水面積,達到防滲目的。塑性混凝土墻軸線位于壩頂,距新建防浪墻中心線2.25 m,樁號0+080—0+784,共布置97個孔,總深度1 808 m,墻頂高程186.70 m,墻底高程穿過全風化層進入強風化層0.5 m,墻厚應(yīng)滿足墻體抗?jié)B性、耐久性、應(yīng)力和變形的要求,經(jīng)測算取0.4 m。防滲墻施工以黏土泥漿固壁,沖擊鉆配合液壓抓斗“兩鉆一抓”成槽,在壩體內(nèi)連續(xù)造孔成槽,在泥漿下采用直升導(dǎo)管法澆筑混凝土而建成。
在防滲墻施工過程中對混凝土擴散度進行檢測,并對混凝土現(xiàn)場取樣,制作標準彈性模量試塊和滲透系數(shù)試塊,標養(yǎng)至28天齡期進行室內(nèi)試驗,檢測結(jié)果見表1~3。
在防滲墻施工完成后抽檢滲透系數(shù)2組,通過注水試驗計算滲透系數(shù),經(jīng)檢測滲透系數(shù)達到設(shè)計要求(不大于1×10-6)。檢測結(jié)果見表4。
表1混凝土擴散度檢測結(jié)果統(tǒng)計
表2混凝土彈性模量檢測結(jié)果統(tǒng)計
表3混凝土滲透系數(shù)檢測結(jié)果統(tǒng)計
采用高密度電法,沿墻體軸線對該段防滲墻進行連續(xù)性檢測,通過對原始數(shù)據(jù)處理、反演軟件計算,得出電阻率解釋圖,解釋如下:樁號0+269—0+458段防滲墻探剖面在墻體深度范圍內(nèi)未見明顯視電阻率異常區(qū)域,分析認為防滲墻墻體連續(xù)。
現(xiàn)場對壩基防滲墻進行施工過程抽檢,共檢測3個孔的施工質(zhì)量,檢測結(jié)果見表5。
抽檢防滲墻施工參數(shù)、防滲墻滲透系數(shù)、防滲墻連續(xù)性等檢測結(jié)果滿足規(guī)范及設(shè)計要求。
表4滲透系數(shù)檢測數(shù)據(jù)
表5防滲墻施工檢測記錄
2019年9月30日完成新泰市田村水庫除險加固工程,目前已經(jīng)過一個汛期運行,蓄水位達到歷史最高,壩下游已沒有滲水。除險加固后,農(nóng)業(yè)有效灌溉面積1.0萬畝(1畝=1/15 hm2,下同),多年平均向周邊村莊供水31.6萬m3,供水保證率達到90%。保護下游禹村鎮(zhèn)和樓德鎮(zhèn),保護范圍內(nèi)有5.5萬人和3.5萬畝農(nóng)田、磁博鐵路、棗徐公路及循環(huán)經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)園等,對維護當?shù)亟?jīng)濟社會健康和可持續(xù)發(fā)展、保護國家和人民生命財產(chǎn)安全具有重要作用。
通過塑性混凝土垂直防滲墻在新泰市田村水庫除險加固工程中的應(yīng)用,效果證明塑性混凝土垂直防滲墻可很好地解決水庫防滲問題,這為山丘區(qū)大中小型水庫除險加固提供了借鑒,尤其對壩體土料混雜、碾壓程度差、壩體內(nèi)部存在軟弱帶,防滲性能不滿足規(guī)范要求的壩體具有較好效果,同時具有投資省、易施工、效果好的優(yōu)點。