蔣明 吳攀
(1.長沙縣回龍垸堤委會 長沙市 410137;2.長沙縣水務局 長沙縣 410100)
果園鎮(zhèn)位于位于長沙縣城星沙的東北,鎮(zhèn)政府所在地離縣城約20 km,距長沙市25 km,長沙縣果園鎮(zhèn)雙江垸大堤除險加固工程(楊泗廟橋-楊六咀撇洪渠段)位于金井河左岸的果園鎮(zhèn)雙江垸,工程下起楊六咀撇洪渠入金井河河口、上至金井河楊泗廟橋,現(xiàn)狀堤線長約2.2 km。金井河流域面積為726 km2,河長為 63 km,主要河床寬(50~100)m,落差為75.6 m,河流坡降為1.2‰,在果園鎮(zhèn)雙江垸和果園垸建有堤防共13.19 km。
防洪工程設計洪水標準為20年一遇洪水,根據《堤防工程設計規(guī)范》(GB 50286-2013),防洪工程等級為Ⅳ等,主要建筑物級別為4級。穿堤建筑物等級與防洪工程等級一致,為Ⅳ等4級。
(1)堤防加固。雙江垸堤防加固范圍為楊六咀撇洪渠至楊泗廟橋段,設計樁號K0-018~K2+125、長2.143 km,堤頂高程設計標準采用20年一遇洪水標準。
(2)堤坡防護。本次設計防洪大堤外坡雷諾護墊護坡、干砌塊石護腳,防洪大堤內坡以及外坡灘地以上部分進行草皮護坡的方式。
(3)堤身防滲。樁號K0+650~K1+200段堤身滲漏嚴重,設計采用旋挖套井回填防滲,堤基防滲采用水平蓋重防滲。
(4)排澇設施。新建雙江垸排澇泵站設計流量1.18 m3/s,裝機2臺55 kW潛水電泵。自排涵閘涵身采用1孔2.0 m×2.0 m(寬×高)鋼筋混凝土箱涵,出口設計平板提升鋼閘門控制。
3.1.1 堤身防滲工程技術措施比選
根據滲控設計原理和實際工程運行情況,堤防工程堤身防滲處理措施主要有臨水面斜墻(土工膜)防滲、旋挖套井回填、高噴灌漿、水泥土攪拌樁加密以及堤身換填等措施。
臨水面土工膜斜墻防滲因土工膜鋪設在外坡、一般需結合堤身護坡進行,此外完工后對堤坡的保護要求較高,故本次不采納。
水泥土攪拌樁截滲墻利用水泥作固化劑,通過深層攪拌機將土和固化劑強制拌和,使土硬結為具有整體性、水穩(wěn)定性和一定強度的水泥加固土,改善土的物理力學指標從而起到防滲作用。
高噴灌漿的原理是利用高壓水和氣切削地基,反向倒轉方式排渣來形成空洞,在基本不擾動地基應力條件下將漿液灌進地基,邊灌漿、邊旋轉、邊提升三道工序同步進行,構造連續(xù)的帷幕防滲體。高壓噴射灌漿的方法有定噴、擺噴和旋噴三種。
針對本堤段堤身斷面現(xiàn)狀和工程地質情況,堤身防滲處理采用高壓旋噴樁、水泥土攪拌樁和旋挖套井回填三種方案進行比較,方案優(yōu)缺點對比見附表。
附表 堤身防滲方案比較表
綜合上述,從防滲效果、施工難度、工期以及投資等角度分析,本次堤身防滲推薦采用旋挖套井回填防滲,施工時,先進行先導孔的旋挖套井回填。
3.1.2 旋挖套井回填防滲設計
(1)施工設備。根據旋挖機械的實際情況,擬采用8JZ-95型旋挖式打井機進行施工。
(2)施工參數及工程量。堤身防滲旋挖回填采用單排孔,α=45°,鉆孔直徑 1.1 m,孔距 0.78 m,有效設計厚度0.78 m,旋挖回填軸線全長650 m,布置鉆孔707個,總進尺8 716 m。
(3)回填土料的物理力學指標?;靥钔亮喜捎谜惩?,要求粘粒含量為35%~50%,滲透系數不大于 i×10-5cm/s,含水量控制在塑限附近,填筑后的土料干容重不小于1.6 g/cm3。
根據計算成果,K0+200斷面處要求堤腳蓋重高程為31.24 m、K1+200斷面處要求堤腳蓋重高程為35.19 m、K1+650斷面處要求堤腳蓋重高程為34.19 m,堤內現(xiàn)有地面高程不能滿足要求,因此,堤內采用水平蓋重的施工措施增加地面高程能夠滿足堤基防滲要求,不再采用其它堤基防滲措施。
從本工程實施的結果來看,原堤內存在的滲漏、散浸等問題已明顯解決,堤身、堤基防滲防效果明顯。防洪大堤外坡雷諾護墊護坡、干砌塊石護腳、防洪大堤內坡草皮護坡與環(huán)境相適應,也初顯成效。達到了設計治理工程目的,也實現(xiàn)了保護環(huán)境、減少污染的初衷。
雙江垸加固處理工程從設計上進行主要工程措施方案比選,施工單位精心施工,既達到工程治理目的,又避免了由水泥及水泥制品給環(huán)境造成的污染;同時,響應國家號召,率先垂范河長制的精神實質,減少由于工程實施帶來的污染源。
雙江垸加固處理工程從設計理念上采取工程措施控制工程污染源,值得借鑒和推廣。
[1]SL 252-2017.水利水電工程等級劃分及洪水標準[S].
[2]GB 50286-2013.堤防工程設計規(guī)范[S].
[3]SL 303-2004.水利水電工程施工組織設計規(guī)范[S].
[4]SL 260-2014.堤防工程施工規(guī)范[S].