摘要：千島湖配水工程在閑林出口庫內(nèi)設(shè)置自由溢流形式調(diào)壓井，溢流調(diào)壓井泄水道左側(cè)距離山谷線較近，泄水道頂部及中下部基礎(chǔ)出現(xiàn)局部松散土體，基礎(chǔ)呈現(xiàn)承載力不足、局部脫空、穩(wěn)定性差且不均勻沉降等不利情況。結(jié)合施工現(xiàn)場及相關(guān)工程基礎(chǔ)處理經(jīng)驗，通過調(diào)整泄水道縱向坡比、回填混凝土、增設(shè)盲溝及延伸錨筋長度等措施，對泄水道進(jìn)行了結(jié)構(gòu)及基礎(chǔ)優(yōu)化設(shè)計處理，優(yōu)化設(shè)計后基礎(chǔ)處理得當(dāng)，使工程施工順利開展并平穩(wěn)運行，在施工進(jìn)度管理、質(zhì)量把控及成本控制上均具備較好的可行性及借鑒性。

關(guān)鍵詞：調(diào)壓井泄水道松散土體基礎(chǔ)處理優(yōu)化設(shè)計

中圖分類號：TV223;TV651.1

OptimalDesignoftheStructureandFoundationoftheSluicewayofOverflowSurgeChambers

LIUDakang

Zhejiang TongjiVocationalCollegeofScienceandTechnology，Hangzhou，ZhejiangProvince，311231China

Abstract：ThewaterdistributionprojectoftheQiandaoLakesetsupafreeoverflowsurgecamberintheoutletoftheXianlinreservoir.Theleftsideofthedrainagechanneloftheoverflowsurgecamberisclosetothevalleyline，andthefoundationsatthetopandmiddle-andlower-partsofthedrainagechannelhavelocalloosesoilandpresentunfavorableconditionssuchastheinsufficientbearingcapacity，localcavitation，poorstabilityandunevensettlement.Combinedwiththefoundationtreatmentexperienceoftheconstructionsiteandrelatedengineering，thispapercarriesouttheoptimizationdesignofthestructureandfoundationofthedrainagechannelbyadjustingitslongitudinalsloperatio，backfillingconcrete，addingblindditchesandextendingthelengthofanchorbars.Afteroptimizationdesign，thefoundationsisproperlytreated，makingengineeringconstructioncarryoutsmoothlyandrunsmoothly，whichhasgoodfeasibilityandreferenceinconstructionschedulemanagement，qualitycontrolandcostcontrol.

KeyWords：Surgecamber;Sluiceway;Loosesoil;Foundationtreatment;Optimizationdesign

1研究背景

為解決中國某些地區(qū)缺水問題，自20世紀(jì)80年代開始，中國已經(jīng)興建或規(guī)劃設(shè)計了數(shù)十項大型跨流域調(diào)水工程[]。在長距離輸水工程中，為滿足輸水系統(tǒng)的正常運行及檢修，輸水隧洞沿線需設(shè)置取水控制閘、事故檢修閘、溢流調(diào)壓井等豎井類水工建筑物。

溢洪道建筑物失事而造成災(zāi)害的情況也并不少見，較近一次是美國的奧洛維爾大壩溢洪道事故[2]，發(fā)生在2017年2月7日，造成18.8萬人撤離。我國的一些相關(guān)水利學(xué)者根據(jù)資料分析該事故[3]，認(rèn)為奧洛維爾大壩溢洪道事故是由于泄槽基礎(chǔ)巖石風(fēng)化嚴(yán)重、地基處理不到位等原因所致，并提倡在設(shè)計高水頭、高流速溢洪道時，應(yīng)加強(qiáng)地基處理、保證底板厚度強(qiáng)度、表面設(shè)抗沖耐磨混凝土等。

杭州市第二水源千島湖配水工程從千島湖淳安縣境內(nèi)取水，通過輸水隧洞將水引至杭州市余杭區(qū)閑林水庫，全長約113.22km，設(shè)計流量為38.8m3/s[4-5]。為避免由于閑林控制閘或上游流量控制閘啟閉過程中對上游輸水系統(tǒng)產(chǎn)生水錘破壞。在閑林出口庫內(nèi)設(shè)置自由溢流形式調(diào)壓井，溢流泄水道基礎(chǔ)出現(xiàn)局部松散土體。本文針對溢流調(diào)壓井泄水道基礎(chǔ)開挖過程中出現(xiàn)的問題，結(jié)合實際施工現(xiàn)狀，以及相關(guān)工程的處理處理經(jīng)驗[6-10]，采用了結(jié)構(gòu)優(yōu)化、局部基礎(chǔ)回填混凝土處理、延長錨筋等措施，使得工程施工順利進(jìn)行。

2溢流調(diào)壓井及泄水道設(shè)計概況

2.1結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計概況

溢流調(diào)壓井布置在閑林控制閘上游，主洞左側(cè)，由支洞水平段、豎井段和出口泄水道組成，總長為364.9m。調(diào)壓井溢流口頂部除泄水道側(cè)外，另外三面均布置C30W6F50衡重式擋墻。

溢流泄水道沿溢流口至閑林水庫岸坡布置，斜坡段水平投影長約134.05m，泄水道頂高程為106.5m，末端底高程為65.5m，縱向坡比設(shè)計分為1∶2、1∶2.5和1∶3.7。泄水道凈寬12.0m，底板采用C30W6F50混凝土泄槽底板，厚60cm。泄水道兩側(cè)設(shè)置C30W6F50混凝土擋坎，除靠頂部20m長范圍內(nèi)為漸變段，高度由4.5m漸變?yōu)?.5m，其余段均高約2.5m，采用重力式結(jié)構(gòu)。

2.2基礎(chǔ)概況

泄水道底板要求坐落在強(qiáng)風(fēng)化基巖上，并設(shè)C25@2mx2m錨筋，L=3m，底板以下設(shè)兩道縱向排水盲溝。

3泄水道基礎(chǔ)開挖情況

本工程溢流調(diào)壓井泄水道基礎(chǔ)采用爆破開挖。

水道頂部及中下部開挖至設(shè)計基礎(chǔ)面時，基礎(chǔ)出現(xiàn)局部松散土體，經(jīng)參建四方現(xiàn)場聯(lián)合查看，考慮大部分區(qū)域松散土較淺，要求施工松散土處繼續(xù)開挖至強(qiáng)風(fēng)化巖面。

基礎(chǔ)開挖時，施工單位應(yīng)采取預(yù)裂爆破和預(yù)留保護(hù)層等保護(hù)建基面的開挖方式，避免泄水道開挖后的基礎(chǔ)巖石局部發(fā)生開裂或破碎，基礎(chǔ)形成超挖。

同時基礎(chǔ)開挖清基后應(yīng)及時封閉，以避免基巖面長期外露導(dǎo)致裸露巖體風(fēng)化破碎形成超挖。

4設(shè)計優(yōu)化措施

4.1調(diào)整溢流泄水道縱向坡比

泄水道縱向坡比設(shè)計分為1∶2、1∶2.5和1∶3.7，為盡可能貼合已開挖建基面，減少基礎(chǔ)超挖回填量，將泄水道縱向坡比調(diào)整為1∶1.72、1∶2.53和1∶4.5。

4.2局部超挖部位回填C20混凝土

對于部分通過坡比依然無法調(diào)整的建基面，采用C20素混凝土回填至建基面再進(jìn)行后續(xù)施工。但在基礎(chǔ)回填前應(yīng)先進(jìn)行底板盲溝施工。

4.3相應(yīng)延伸底板錨筋長度

對局部超挖部位的錨桿進(jìn)行加長，保證入巖深度不變。

經(jīng)優(yōu)化設(shè)計后基礎(chǔ)處理得當(dāng)，使工程施工順利開展并平穩(wěn)運行。

5結(jié)論

通過溢流調(diào)壓井泄水道結(jié)構(gòu)及基礎(chǔ)處理優(yōu)化設(shè)計，開挖基礎(chǔ)較差問題得到較好的解決，工程得以順利進(jìn)展，得出的結(jié)論如下。

（1）從平面地形上看，泄水道雖然避開了山谷線，但因溢流泄水道底板基礎(chǔ)開挖較深（最深約8m），還是受到了山谷線的影響。因此，泄水道應(yīng)盡量布置在等高線較為平順的坡面上，并盡可能避開山谷或山脊，且應(yīng)深入考慮基礎(chǔ)挖深后受山谷線的影響，必要時應(yīng)在影響最為顯著的地方進(jìn)行地質(zhì)鉆孔取芯，對此處巖面線進(jìn)行精準(zhǔn)確定。

（2）采用結(jié)構(gòu)優(yōu)化、混凝土回填、底板盲溝實施、局部延長錨筋長度等措施后，泄水道的基礎(chǔ)得到了有效處理。在施工進(jìn)度管理、質(zhì)量把控及成本控制上均具備較好的可行性及借鑒性。

（3）泄水道基礎(chǔ)開挖時相關(guān)參建方應(yīng)嚴(yán)格控制開挖質(zhì)量，基礎(chǔ)開挖進(jìn)行預(yù)裂爆破，并預(yù)留保護(hù)層。設(shè)計單位應(yīng)該加強(qiáng)現(xiàn)場溝通交流，如遇與勘察設(shè)計成果不符合的情況，可及時做出調(diào)整，以避免后續(xù)二次開挖或已開挖建基面難以進(jìn)行設(shè)計調(diào)整等現(xiàn)象。

（4）施工單位應(yīng)合理組織施工，泄水道基礎(chǔ)開挖完成清基后，及時澆筑混凝土封閉，以防基礎(chǔ)巖體外露引起風(fēng)化或破壞。