李 隆
(萬年縣水務局, 江西 上饒 335500)
以蔣源水庫大壩為例分析土石壩加固方案比較選擇。蔣源水庫1959年動工興建,1960年建設完成,總庫容2.96×106,興利庫容2.26×106,正常蓄水位62.94 m,是一座以灌溉為主,兼有防洪綜合利用的小(1)型水庫,設計灌溉面積0.3萬畝。水庫大壩壩基上部為強風化粉砂質(zhì)千枚狀板巖,巖體具中等透水性,壩基存在滲漏問題。大壩壩體填筑土為含礫低液限粘土,局部粘粒含量偏低,具中等壓縮性,土體不密實,填筑質(zhì)量差,滲透系數(shù)平均值為2.2×10-4cm/s,不滿足規(guī)范強制性條文要求。針對土石壩壩基滲漏及壩身滲流不穩(wěn)定病害,本次土石壩大壩除險加固擬對壩身及壩基滲漏通道進行截滲。
方案擬定:對大壩防滲主要采用壩身垂直防滲方案,目前國內(nèi)技術(shù)較成熟又適合本工程實際情況的技術(shù)主要有沖抓套井回填粘土防滲技術(shù)、深層攪拌樁截滲墻技術(shù)等。結(jié)合本工程大壩地形、地質(zhì)情況,本次除險加固對大壩防滲初步擬定以下兩個方案進行比較分析。
(1)在大壩壩軸線處采用沖抓式機械造井,井孔深至基巖,在套井內(nèi)回填夯實粘土,形成一道防滲心墻。大壩沖抓套井采用兩排布置,孔徑1.05 m,孔心距0.82m,單排布孔,心墻有效厚度0.66 m,孔深深入基巖以下0.50 m。
(2)在大壩壩頂軸線處對壩身和壩基實施深層攪拌樁,攪拌樁與壩體及壩基形成一道連續(xù)銜接的防滲體系,攪拌樁單排布置,孔徑0.35 m,孔距0.16 m,有效厚度0.31 m,孔深深入基巖以下0.50 m。
從工程施工和造價兩方面進行比較:方案(1)施工工藝簡單,質(zhì)量易于控制,可縮短工期,廣泛用于江西省土石壩防滲加固中,防滲效果可靠,積累了較多施工經(jīng)驗,方案(2)施工設備簡單,施工技術(shù)成熟,施工質(zhì)量易于控制但對土層土料要求較嚴,不適于加固含有較大漂石、壩高超過10 m的土石壩;方案(1)概算總額約為64萬元,方案(2)概算總額約為79萬元。
綜上比較,方案(1)比方案(2)節(jié)省投資,不受天氣及庫水位的影響,施工質(zhì)量易于保證,施工工期短,防滲效果可靠程度高,推薦方案(1)。
以南山水庫溢洪道為例分析溢洪道加固方案比較選擇。南山水庫1970年開工興建,1972年建設完成,總庫容1.12×106,興利庫容7.26×105,正常蓄水位73.42 m,是一座以灌溉為主,兼有防洪綜合利用的小(1)型水庫,設計灌溉面積 0.11萬畝。水庫溢洪道為山體開挖而成,進口段底板未襯護,抗沖刷能力差,控制段及泄槽段混凝土底板局部薄層襯護并存在多條縱橫向裂縫,泄槽段兩側(cè)邊坡過陡,無消能設施,出水渠狹窄彎曲,洪水不能安全下泄。針對溢洪道消能設施損壞、沖刷不穩(wěn)定、泄洪危險病害,本次溢洪道加固除險加固擬對溢洪道進口段、控制段、泄槽段、消能防沖段、出水段進行加固,擬定了以下兩個方案進行比較分析。
(1)對進口段底板進行混凝土襯護,對控制段及泄槽段底板混凝土面進行鑿毛、清洗,澆筑C20混凝土,采用錨筋連接新舊混凝土,對泄槽段兩側(cè)陡坡進行混凝土襯砌,新建長8 m,寬2.5 m,池深1.0 m,板厚0.3 m的消力池及長約400 m的泄洪渠。
(2)對進口段底板進行混凝土襯護,對控制段及泄槽段底板混凝土面進行鑿毛、清洗,澆筑C20混凝土,采用錨筋連接新舊混凝土,拆除重建泄槽段陡坡,采用M7.5漿砌石砌筑,新建長8 m,寬2.5 m,池深1.0 m,板厚0.3 m的消力池及長約400m的泄洪渠。
從工程施工及造價兩方面比較:方案(1)施工工序簡單,棄渣量極少,施工工期較短,方案(2)需拆除現(xiàn)有側(cè)墻的砼和漿砌石,棄渣量大且施工工期較長;方案(1)的概算總額約30萬元,方案(2)概算總額約40萬元。
綜上比較,方案(1)比方案(2)節(jié)省投資,施工簡易,工期短,推薦方案(1)。
以蔣源水庫為例分析輸水建筑物加固方案比較選擇。水庫涵管座落在左壩頭強風化千枚狀板巖體上,涵管管體多處蜂窩麻面,局部露筋,鋼筋銹蝕嚴重,混凝土強度偏低,滲漏嚴重。針對輸水建筑物損壞病害,本次輸水建筑物除險加固擬定以下兩種方案進行比較分析。
(1)挖除老涵管,修建新涵管,施工中對部分壩體進行開挖及回填,為保證壩體新老土體結(jié)合,應注意回填質(zhì)量并對新老土體接觸面進行開挖齒槽鑲嵌處理。
(2)封堵現(xiàn)涵管,在大壩右岸山體新挖一條洞長197 m,洞徑2.0 m的引水隧洞,采用C20鋼筋混凝土襯砌,襯砌后內(nèi)徑1.5 m,采用螺桿啟閉機啟閉進行啟閉。
從工程施工和造價兩方面比較:方案(1)對壩體進行開挖的土方量大,約占大壩壩體土方的 67%,施工時無導流建筑物,排水困難,建成后不便于檢查,方案(2)可利用現(xiàn)有灌溉涵管導流,施工期較寬裕,施工干擾少,建成后便于檢查;方案(1)概算總額約為123萬元,方案(2)概算總額約為96萬元。
綜上分析,方案(2)比方案(1)節(jié)省投資,施工方便,建成后運行管理方便,推薦方案(2)。
通過對萬年縣土石壩壩體、溢洪道、輸水建筑物的典型病害癥狀進行加固分析,提出多種加固方案并進行比較選擇。提出了土石壩加固方案比較選擇的思路,為同類土石壩工程的病害處理提供了借鑒。