鮑海兵 周 巍 王 鑒

水庫運(yùn)行中，因為自然因素、維修養(yǎng)護(hù)等的影響，容易出現(xiàn)比較嚴(yán)重的病害，這些病害的存在會影響水庫運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性。以某水庫為例，考慮其運(yùn)行中存在的病害，當(dāng)?shù)厮块T對水庫進(jìn)行安全鑒定后，決定采取相應(yīng)的措施來實(shí)現(xiàn)水庫的除險加固。多頭小直徑攪拌樁防滲墻在水庫大壩加固中的應(yīng)用，能夠取得理想的防滲加固效果，本文對其防滲效果進(jìn)行分析和探討。

一、工程概況

某水庫周邊河流密布，總流域面積達(dá)到23.40km2。水庫所處區(qū)域降水充沛，無霜期較長。區(qū)域年均降水量為1110.6mm，最大值為2040.1mm，最小值為376.4mm，因為季風(fēng)活動以及臺風(fēng)、熱帶風(fēng)暴等的影響，降雨量年際差異較大，年內(nèi)分布不均勻，5—9月多年平均降雨量達(dá)到714.2mm，約占全年降水量的64.3%

水庫水位和庫容的特征參數(shù)如表1 所示。

表1 水庫水位和庫容特征參數(shù)表

二、水庫安全鑒定結(jié)果

（1）壩頂高程能夠滿足設(shè)計防洪需求，在抗滑和抗震能力方面優(yōu)秀，不過主壩背水坡發(fā)生過相應(yīng)的滑坡病害，在水位相對較高的情況下，部分壩坡會出現(xiàn)滲水的問題，背水坡的排水不夠通暢，東副壩背水坡坡比相對不足。

（2）溢洪閘整體安全性可以滿足要求，不過結(jié)構(gòu)老化比較嚴(yán)重，尤其是混凝土結(jié)構(gòu)更是出現(xiàn)了嚴(yán)重的碳化現(xiàn)象，底板結(jié)構(gòu)的抗彎強(qiáng)度也無法很好地滿足相關(guān)規(guī)范的要求，上下游翼墻存在開裂問題，可以看到通長垂直裂縫，下游泄洪槽的勾縫出現(xiàn)了嚴(yán)重剝落，海漫部分坍塌，下游拐彎段防護(hù)缺失，影響了洪水下泄的安全性。

（3）主壩涵的封堵不夠徹底，存在一定的安全隱患，西涵進(jìn)口位置的護(hù)砌相對不足。

（4）溢洪閘鋼閘門運(yùn)行正常，1#電機(jī)和啟閉機(jī)無法很好地滿足運(yùn)行要求，高涵鋼混閘門存在漏水問題，啟閉機(jī)出現(xiàn)了嚴(yán)重的銹蝕。

（5）大壩沒有配備完善的安全監(jiān)測設(shè)施，測壓管失效。

針對這些問題，專家給出相應(yīng)的運(yùn)行管理和除險加固建議：

（1）針對壩體進(jìn)行必要的除險加固工作，具體內(nèi)容包括防滲、防護(hù)和排水。

（2）對非常規(guī)溢洪道運(yùn)用的可行性進(jìn)行分析論證，拆除不符合要求的溢洪閘，重新設(shè)計建設(shè)。

（3）主壩導(dǎo)流涵需要拆除回填，西涵進(jìn)水口設(shè)置相應(yīng)的防護(hù)措施。

（4）增加一些必要的管理設(shè)施。

（5）做好運(yùn)行管理，拆除影響大壩運(yùn)行安全的建筑物。

三、多頭小直徑攪拌樁防滲墻的應(yīng)用

該工程本身屬于除險加固工程，因此總體布置基本維持現(xiàn)狀，針對西副壩非縣道段的溢洪道進(jìn)行封堵，拆除現(xiàn)狀溢洪閘，通過擴(kuò)建的方式來實(shí)現(xiàn)原有功能。原址拆建后，設(shè)置3 孔溢洪閘，每孔凈寬為3.5m。維持溢洪道軸線不變，可以將其分為上游連接段、控制段、一級緩坡段、一級陡坡段、一級消力池、二級陡坡段、二級消力池和下游出水渠，全長457m。主壩防滲采用了雙管法高壓旋噴樁。本文主要針對東副壩防滲中多頭小直徑攪拌樁防滲墻的應(yīng)用進(jìn)行分析和探討。

1.防滲設(shè)計

在對東副壩進(jìn)行防滲設(shè)計的過程中，采用多頭小直徑深層攪拌樁技術(shù)，攪拌樁設(shè)置在東副壩壩軸線偏上游約1.0m 的位置，樁體直徑為0.4m，搭接長度為0.1m，樁中心距為0.3m，最小成墻厚度為0.265m。樁底深入到粉質(zhì)黏土層，較背水坡壩腳位置的高度低至少1.5m。為了保證施工質(zhì)量，為施工管理工作提供便利，分段拉平樁底，攪拌樁的數(shù)量一共是1127 根，總長度8050.90m，防滲面積可以達(dá)到2414.65m2。溢洪閘周邊使用10%水泥土進(jìn)行回填，頂部高程為58.40m。多頭小直徑攪拌樁防滲墻需要延伸到溢洪閘周邊回填水泥土中，深度不低于5.3m，和溢洪閘形成相應(yīng)的防滲封閉。

結(jié)合該工程的實(shí)際情況，多頭小直徑攪拌樁的相關(guān)技術(shù)指標(biāo)為：（1）固化劑使用42.5 普通硅酸鹽水泥，水泥摻入量為8%～15%；（2）相鄰墻體施工間隔不能超過24h，墻體厚度不能小于0.3m，成墻深度在4～8m 的范圍內(nèi)；（3）防滲墻墻體的垂直度誤差不能超過H/300，H 表示設(shè)計墻深，墻頂中心線的允許誤差為±30mm；（4）墻身偏差不能超過200mm，墻體滲透系數(shù)為10-6cm/s。

2.技術(shù)應(yīng)用

在對多頭小直徑攪拌樁防滲墻技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用的過程中，需要對滲透系數(shù)、大壩荷載等參數(shù)進(jìn)行計算，確定好具體的成墻工藝流程，并且明確施工技術(shù)要求。

（1）滲透系數(shù)分析

滲透系數(shù)分析需要考慮不同工況的不同要求，保證分析結(jié)果的真實(shí)性和準(zhǔn)確性。具體分析成果如表2 所示。

表2 滲流穩(wěn)定分析地質(zhì)資料采用表

（2）壩體荷載計算

工程中，汽車荷載等級為公路-Ⅱ級，車輛荷載效應(yīng)為公路-Ⅱ級汽車荷載，可以將汽車荷載折算為等效均布荷載，相應(yīng)的計算公式為：

式中：B 表示計算寬度，取值為13m；l0表示計算長度，取值為2.4m。計算后得到q汽的值為12.34（kN/m）。

（3）成墻工藝流程

一是應(yīng)該嚴(yán)格按照相應(yīng)的設(shè)計圖紙，做好測量放線工作，確定好防滲墻的軸線；二是對將要進(jìn)行防滲墻施工的區(qū)域，開挖相應(yīng)的導(dǎo)流溝，導(dǎo)流溝的寬度和深度控制在0.8m 和1.0m，在對導(dǎo)流溝進(jìn)行開挖的過程中，需要清理遇到的地下障礙物；三是確定好機(jī)械行走作業(yè)面的承載力，做好必要的加固工作；四是應(yīng)該設(shè)置好相應(yīng)的鉆孔標(biāo)志，確定好每一鉆的位置，并且使用平面幾何方法，確定好每一次移動后樁機(jī)底盤所處的位置；五是將主機(jī)移動到設(shè)計鉆孔位置，將樁機(jī)調(diào)正，確保其能夠?qū)?zhǔn)孔位；六是啟動攪拌機(jī)送漿，鉆頭觸底后啟動鉆機(jī)，在鉆進(jìn)過程中，必須保證孔口始終可以看到翻滾的水泥漿；七是鉆頭抵達(dá)樁底高程所處位置后，應(yīng)該提鉆攪拌，噴漿到孔口位置。重復(fù)上述步驟，最終完成全部的施工注漿作業(yè)。

（4）施工技術(shù)要求

①交通：進(jìn)出場道路和橋梁必須能夠安全通過10t的卡車。

②施工場地：施工場地必須保持平整，壩頂寬度不能低于4.0m，場地內(nèi)地下不能存在包括塊石、樹根和地下管線等在內(nèi)的障礙物，空中建筑或者高壓線路如果需要跨越施工現(xiàn)場，則與地面距離不能低于25m。

③水灰比：水灰比可以依照土層性質(zhì)、孔洞裂隙情況等，通過現(xiàn)場施工情況進(jìn)行確定和修正，該工程中水灰比為0.45～0.50。

④接頭處理：對于要求搭接的樁孔，樁與樁的搭接間歇時間不能超過24h，如果因為特殊原因超出這個時間，需要對最后一根樁搭接位置進(jìn)行空鉆，留出榫頭，等待下一批樁的搭接。

四、結(jié)語

經(jīng)理論計算以及實(shí)際測量，本次防滲加固工程的效果良好，能夠滿足設(shè)計要求。對比防滲加固前，壩基滲透比下降明顯，滲流量有所減少，出逸點(diǎn)的數(shù)量也在減少。從施工單位和技術(shù)人員的角度，應(yīng)該對多頭小直徑攪拌樁防滲墻技術(shù)的應(yīng)用經(jīng)驗進(jìn)行總結(jié)分析，解決其中存在的問題，提升防滲加固的效果