三管高压旋喷灌浆在云礤水库右岸坝基处理中的应用_何芳.pdf

收稿日期:2022 10 03三管高压旋喷灌浆在云礤水库右岸坝基处理中的应用何芳(武平县水利水电服务中心，福建 武平364300)摘要:云礤水库大坝右岸坝基岩体风化深、基坑边坡稳定性差，建坝后存在坝基渗漏和绕坝渗流等问题。采用常规大开挖处理大坝渗漏问题，工程投资大，影响右岸景区道路交通。该文介绍三管高压旋喷灌浆处理方案，既提高建基面高程，减少开挖量，又不影响右岸景区道路交通，同时满足坝基渗漏和绕坝渗流稳定要求。关键词:三管高压旋喷灌浆;坝基渗漏;绕坝渗流中图分类号:TV233.32文献标识码:B文章编号:1002 3011(2023)01 0057 021概述云礤水库工程位于武平县城厢镇云礤村，梅江流域中山河平川河支流，距武平城区 12 km，以灌溉为主，兼顾供水等综合利用。工程由枢纽工程和灌溉管道工程组成，前者主要由大坝、溢洪道和取水口等建筑物组成。水库正常蓄水位 580.00 m，设计洪水位 581.31 m，校核洪水位 581.66 m。大坝为砌石重力坝，由左右岸挡水坝段和溢流坝段组成，左右岸挡水坝段分别长 55 m 和 41 m，溢流坝段长45 m。坝顶高程 583.0 m，坝底最低高程 556.0 m，最大坝高 27.0 m。灌区由位于水库下游的上村、赤岗、东云、东岗和东山下等自然村组成，灌溉管道总长 4 247 m。云礤水库工程于2016 年3 月9 日开工，2018 年8 月 17 日通过大坝蓄水验收，同年 8 月 29 日下闸蓄水，2020 年 11 月 17 日通过竣工验收。2坝址工程地形地质条件云礤水库坝址位于云礤村下游约 720 m 的云礤河峡谷转弯处，河底高程 557.4 m，正常高 580.0 m时，河谷自然宽约 116 m，河谷自然宽高比约 5.1。河谷呈左缓右陡的宽“U”型，左岸山坡高程 575576 m 以上坡度约 33，575 576 m 以下坡度约11，右岸山坡坡度约19 26。坝址地质构造主要受燕山中、晚期旋回影响，形变构造强烈，在两个时期侵入的花岗岩接触带及其附近形成了深风化带，发育那个时期形成的陡倾角断裂裂隙等地质构造。两岸表层大部分为第四系坡残积覆盖，局部花岗岩出露。河床砂卵石层厚约 0 2.7 m。两岸坡残积土层及全风化花岗岩厚度:左岸 4.5 14.95 m，右岸5.5 16.05 m。强风化下限埋深:左岸 8.2 19.6m，河床 5.0 11.6 m，右岸 10.2 24.76 m。坝址右岸存在以下主要工程地质问题:基坑开挖边坡稳定性差，坝基渗漏和绕坝渗漏，坝基岩体风化深。3右岸坝基处理方案选择方案一:土坝接头。该方案可以尽量利用山体原状土，减少开挖，节省投资。土坝接头结合处需采用刺墙以增加渗径，确保渗流安全。土坝接头施工工序多，要求高，施工速度较慢。土坝接头上下游采用挡墙解决稳定问题，挡墙开挖至强风化下限、弱风化上部，墙高达 20 m，存在高挡墙抗滑稳定问题。影响右岸景区道路交通。工程投资约 1 119 万元，工期 8 个月。方案二:明挖。右坝肩接头山体明挖，挖除坡残积土和全强风化岩等土层至弱风化基岩，而后修筑重力坝。该方案开挖工程量大，水土流失严重，影响右岸景区道路交通。工程投资约 620 万元，工期 5.5 个月。方案三:三管高压旋喷桩加固基础。为减少右岸开挖量，先清除右岸覆盖层和少量全风化岩体，再采用三管高压旋喷桩加固全风化岩体，提高建基面承载力，满足坝基和坝肩防渗要求。坝基为中粗粒花岗岩，全风化岩体含粗颗粒物较多，可灌性好。75水 利 科 技2023 年第 1 期水泥与粗颗粒物充分胶结后形成混凝土，提高岩体强度，解决全风化岩体坝基渗漏问题。该方案施工简单、速度快。三管高压旋喷桩施工结束后，再开挖坝基边坡，可为陡边坡开挖创造稳定的边坡条件。工程投资约 435 万元，工期 4 个月。综上，右岸坝基处理采用三管高压旋喷桩方案。图 1三管高压旋喷桩加固纵剖面示意图图 2三管高压旋喷桩加固平面示意图4三管高压旋喷桩方案实施根据坝址地形地质条件，三管高压旋喷桩分期施工，共实施 40 排 538 孔，灌浆 7 574.38 m，加固示意图见图 1 和图 2。分期施工具体如下:先局部开挖、平整景区道路边坝右 0+057 坝右 0+082 的山体。第一期三管高压旋喷桩施工平台高程 583.00 m，全面加固坝右 0+057 坝右 0+063.5 及坝上 0+010 坝下 0+025 范围坝基。三管高压旋喷桩桩径 0.9 m，间距1.0 m，进入强风化层约 1.0 m。坝轴线范围三管高压旋喷桩兼作坝体防渗墙，墙厚 2.4 m，桩径 0.9 m，排距 0.8 m，孔距0.8 m，梅花形布置。第一期三管高压旋喷桩施工结束验收合格后，开挖坝基边坡坝右 0+052.5 坝右 0+057 至高程578.0 m，作为第二期三管高压旋喷桩施工平台。第二期三管高压旋喷桩坝基全面加固范围为坝右 0+052.5 坝右 0+057 及坝上 0+010 坝下 0+025。三管高压旋喷桩桩径 0.9 m，间距1.0 m，进入强风化层约 1.0 m。三管高压旋喷桩施工结束验收合格后，大坝全面开挖至建基面。为确保近坝库岸边坡稳定，右岸近坝库岸坝右 0+055 坝右 0+088 采用三管高压旋喷桩加固岸基。三管高压旋喷桩桩径0.9 m，间距 1.0 m，进入强风化层约 1.0 m。5加固效果(1)基础力学性能提高。右岸坝基全风化岩体处理前，大坝与建基面抗剪断参数 f =0.45 0.48，C=0.12 MPa，基础承载力标准值 fk=600 kPa，不满足砌石重力坝抗滑稳定及基础承载力要求。经三管高压旋喷桩加固后，混凝土与基岩接触面抗剪断参数 f =0.75、C=0.45 MPa，建基面复合基础承载力标准值 fk1.0 MPa，在各种荷载组合下砌石重力坝抗滑稳定均满足规范要求，坝基应力满足要求。(2)防渗满足设计要求。右岸坝基全风化岩体处理前，q=10 15 Lu。采用三管高压旋喷桩加固处理后，复合基础 q5 Lu。现场抽取3 孔进行高压旋喷桩防渗墙抗渗注水试验，渗透系数为(5.61 9.73)107cm/s，符合设计要求。(3)高压旋喷桩强度满足要求。现场抽取 15孔钻孔取芯，三管高压旋喷桩桩身(下转第 77 页)852023 年第 1 期水 利 科 技测时段，a。经计算，项目区预测时段水土流失量 48.59 t，水土流失量较大，须采取水土保持措施进行治理。4水土流失治理措施根据项目区地形地貌、气候、土壤、水质及水土流失预测量等实际情况制定针对性水保措施，以最大限度避免水土流失，有效减少对建设区域周边环境的影响1。通过工程措施、植物措施和临时措施相互结合，建立完整的防护体系，降低工程建设造成的水土流失。根据不同施工区特点划分水土流失防治分区，项目区共分为主体工程防治区、施工场地防治区和临时堆土场防治区等。主体工程防治区和施工场地防治区地表扰动，开挖面裸露，降雨径流冲刷产生面蚀、沟蚀，前者采取工程措施(包括雨水管网埋设、停车位植草砖和土地整治)、植物措施(包括景观绿化和停车位种植草皮)和临时措施(包括砖砌截水沟、排水沟、沉沙池、泥浆沉淀池、洗车台和覆盖密目网苫)进行水土流失治理，后者采用临时措施(包括砖砌排水沟、沉沙池和覆盖密目网苫)进行水土流失治理。临时堆土场分治区松散土石方极易造成水土流失，主要表现为水蚀，采用临时措施(包括砖砌排水沟、沉沙池，覆盖密目网苫和设置编织土袋挡墙)进行水土流失治理。水土保持措施共投资 214.39 万元，其中工程措施 81.82 万元，植物措施 94.11 万元，临时措施 38.46 万元。5水土保持工作对策(1)提供资金支持。要确保水土保持工作能有序开展，应保证资金投入，积极推进工程建设过程水土保持工作“三同时”，即同时设计、同时施工、同时验收。本项目报批阶段已将水土保持工作资金列入工程投资预算中。(2)增强水土保持意识。项目建设过程中，项目法人重视水土保持工作，严格按水土保持方案贯彻落实，确保水土保持工作能顺利进行。(3)加强政府监督作用。县水土保持质量监督技术站定期巡视项目水土流失区域，制定针对性监管措施，保证水土保持工作落到实处。6水土保持措施成效水土保持措施实施后，对项目区可绿化用地采取“乔、灌、草”相结合的景观绿化措施，突出多元景观理念，营造生物多样性，项目区水土流失面积将逐渐降低，项目区及周边影响范围内的生态环境将得到明显的改善;对可能发生的泥石流和山体滑坡等自然灾害起到一定的预防作用，降低自然灾害对工程带来的不利影响;降低水土流失量，提高土壤渗入量，有效控制项目区内原有的自然侵蚀以及开发建设产生的新增土壤侵蚀，降低洪涝灾害，提升水利工程防洪能力;明显提升当地水质环境，有效提高项目区水土资源质量。水土保持措施发挥效益后，能减少或遏制因项目建设引起的新增水土流失量，促进项目建设区生态系统恢复。7结语开发建设项目建设过程对周边地形、土壤及植被等造成一定程度的影响，引起项目区水土流失。项目建设过程中，要保证资金投入，确保水土保持措施落实到位。针对项目所在区域的自然、社会和经济条件，结合水土流失特点和流失预测量，本项目采用相应的工程措施、植物措施和临时措施，有效控制了项目区土壤侵蚀，提高了项目区水土资源质量，项目区影响范围内的生态环境改善明显。参考文献 1 张建.水土保持工作在水利工程建设中的应用研究 J.水能经济，2018(1):153.作者简介:林晓龙(1973 )，男，福建福州人，技师，从事水土保持工作。(上接第 58 页)芯样进行室内抗压强度试验。桩身混凝土强度达 3.6 4.2 MPa，符合设计桩身混凝土强度不小于 3 MPa 的要求。(4)蓄水后水库运行正常。云礤水库下闸蓄水至今已 4 年，坝体下游坝面、右岸坝基接触面及右岸绕坝渗流均未见异常。大坝位移观测数据表明，大坝变形在设计范围内，工程运行效果良好。6运行效益云礤水库的建成成功解决了城厢镇万亩灌区中的 4 043 亩(其中烟田 3 000 亩)耕地的灌溉用水问题，同时兼顾了 3 000 名烟农的生活用水，初步发挥了防洪及灌溉效益，为灌区可持续发展奠定了坚实基础，达到了预期目的，发挥了应有效益。作者简介:何芳(1982 )，女，福建龙岩人，工程师，从事水利管理工作。77水 利 科 技2023 年第 1 期