杨庄滞洪区大坝北岗段隐患及处理措施_陈超.pdf

河南水利与南水北调 2022年第12期工程建设与管理作者简介：陈超（1986），男，工程师，主要从事水利水电工程的施工与管理工作。杨庄滞洪区大坝北岗段隐患及处理措施陈超（河南省山水水利工程有限公司，河南 开封 475000）摘要：杨庄滞洪区位于淮河支流洪汝河上游，是洪汝河防洪体系的重要组成部分，运用滞洪区进行洪水有效调度，在大洪水中发挥滞洪和削峰作用，但洪滞区的安全至关重要，2000年7月中旬杨庄滞洪区由建成后首次下闸蓄水分洪22 d，发现大坝北岗段有渗漏现象，通过对该坝段渗漏进行全面的分析找出了存在的问题，做好防渗处理措施，从而为滞洪区安全提供了保障。关键词：滞洪区；滞洪和削峰；渗漏；分析中图分类号：TV223文献标识码：B文章编号：1673-8853（2022）12-0071-02Hidden Dangers and Treatment Measures of Beigang Section of the Dam in YangzhuangFlood Detention AreaCHEN Chao（Henan Shanshui Water Conservancy Engineering CO.LTD.,Kaifeng 475000,China）Abstract：Yangzhuang flood detention area is located in the upper reaches of Hongru River,a tributary of Huai River,which is animportant part of the flood control system of Hongru River.The flood detention area is used for effective flood regulation and plays therole of flood detention and peak clipping in big floods.However,the safety of the flood detention area is very important.In the middleof July 2000,Yangzhuang flood detention area was first impounded for 22 days after its completion.It was found that there was leakagein the Beigang Section of the dam.Through comprehensive analysis of the leakage in the dam section,the existing problems werefound out,and the anti-seepage treatment measures were taken to ensure the safety of the flood detention area.Key words：detention area;detention and peak clipping;leakage;analysis1工程概况杨庄滞洪区位于河南省西平县城西 22 km 的小洪河干流上，坝址以上控制流域面积 1 026 km2，上游石漫滩以上为山区，石漫滩至杨庄区间为丘陵区，杨庄以下为平原区。下游约13 km 的北岸为老王坡滞洪区。杨庄滞洪区主体工程于 1992年11 月正式开工，1995 年完成。工程属等，主体工程按 50 年一遇洪水设计，相应水位 71.54 m，滞洪量 2.03 亿 m3，300 年一遇洪水校核，相应水位 72.15 m，滞洪量为 2.56 亿m3，滞洪区设计流量为 650 m3/s，校核流量为 1 500 m3/s。迁安工程按 20 年一遇设计，设计水位为 69.68 m，相应滞洪库容量 0.79 亿m3，考虑风浪高设计迁安水位确定为 70.10 m。项目主体工程主要内容包括：护坡 12.83 km，坝身堤基防渗 2 163 m；修建围堤堤顶防汛道路 12.83 km，修建上堤道路 18 条，长 3 078 m：维修泄洪建筑物1 座。地形与地貌：杨庄滞洪区位于淮北平原的西部，地形较为平坦，自西北向东南倾斜，地面高程在 4075 m之间，地面平均坡度约为 1/6 000。自晚更新统末以来，此区地壳处于振荡运动状态，由于上升大于下降，形成了现有的河谷洼地。项目区出露地层主要为晚更新统的冲洪积粉质壤土层，在河漫滩及冲沟处零星出露全新统的冲洪积轻粉质壤土、中粉质壤土及砂壤土，下部为深厚的早中更新统，连同第三系沉积物厚达 300800 m，下伏基岩主要为侏罗纪、白垩纪的砂岩、页岩及下元古界的片麻岩。地层岩性：工程区在勘探深度范围内主要揭露地层为第四系上更新统（0）和全新统（Q），地层分布稳定。根据中国地震动参数区划图，工程区地震动峰值加速度分区0.11，对应延震基本烈度为V。水文地质条件：项目区内地下水类型主要为孔隙水及裂隙水，地下水埋深因地形不同而不同，该区地下水与河水主要靠大气降水补给，环境类型水对混凝土的腐蚀性无，环境水对混凝土结构中的钢筋腐蚀性评价为弱，环境水对钢结构腐蚀性评价为弱。2大坝隐患杨庄滞洪区大坝工程级别为 3 级，横跨芦庙、专探、杨庄、师灵 4 个乡镇。大坝全长 12.83 km，为均质土坝，最大坝高17.50 m，坝顶宽68 m，大坝上游坡比13，下游坡比12.50，坝顶高程73.50 m，防浪墙顶高程 74.55 m，全坝除北岗段0+2802+500 段外均为1992年杨庄滞洪区建设时修建。大坝主河槽段有1 km混凝土护坡，其余坝段为草皮护坡。坝顶路面为12 km泥结碎石路面和1 km柏油路面。大坝上游设有15 m宽的防浪71河南水利与南水北调 2022年第12期工程建设与管理林带，下游设5 m宽护堤林带。杨庄滞洪区自1992年修建至今，存在一些问题，如大坝北岗段0+4842+647段，长2.16 km，为原杨庄水库大坝，此坝段特殊的土质结构，填筑质量较差，1992年建设时，施工中大坝北岗段灌浆2次，工程验收时提醒应定期续灌的同时加强对该段观测，由于缺乏资金维护，一直未续灌。2000年“7 13”洪水是杨庄滞洪区1995年建成以来经历最大一次洪水，2000年7月13日滞洪区落闸蓄洪持续22 d，滞洪区最高水位70.52 m，高于滞洪区内庄台20年一遇设计水位70.10 m。滞洪期间加强对该段巡查次数，7月23 日寻坝人员沿下游坝脚巡查，发现桩号1+1001+450段坝坡坡脚处有水，高程68 m，仔细观察坝体由内向外渗水，有如无数小泉眼，仔细听好像还有流水声。用手摸坝坡流水处土体松软，用脚踏上去脚陷30 cm，几乎拔不出来。按照防汛规定要求逐级向上级汇报，后经专家现场考察分析，结论是该段坝体出现的现象属于散浸（分散性渗水），建议密切观察。根据地质报告，0+4841+000、1+4502+647 段堤身填土的干密度范围值pdmax=1.541.64 g/cm3，平均1.60 g/cm3，结合本地经验，最大干密度1.70 g/cm3取值，3级提防压实度为0.91，即干密度1.55 g/cm3为合格标准，故0+0481+000、1+450-2+647 段堤身填土干密度合格率为95.5%；桩号1+0001+450 之间坝体填土干密度范围值pdmax=1.461.55 g/cm3，平均1.51 g/cm3，坝体填土干密度合格率为65%。3大坝处理措施3.1渗流分析渗流分析计算大坝北岗段0+4842+647段堤身断面。计算工况：校核水位72.15 m时，下游无水；设计水位71.54 m时，下游无水。上游水位条件下堤身形成稳定渗流时为计算工况。下游为草皮护坡，无排水设施。经计算结果可知，在校核水位、设计水位时渗透比降分别为0.18和0.21均小于允许渗透比降0.47，但由于坝体存安全隐患，对该段坝体及坝基进行防渗的处理，可采用水泥土搅拌桩。3.2防渗方案比较杨庄滞洪区大坝堤身主要为中粉质壤土，抗渗能力较好，工程地质条件好，防止坝体在高水位下产生渗透破坏。结合目前的处理工程实例，对坝体实用劈裂灌浆、高压摆喷灌浆、塑性混凝土防渗墙和水泥土搅拌桩 4 种处理方法进行比较（详见表1），表1大坝防渗处理方案比选表处理方案方案优缺点劈裂式灌浆优点：劈裂灌浆可改善坝体应力状态和性能，同时坝体被泥浆填充变富实了，强度也相应提高。灌浆可劈裂坝体形成竖向、连续的浆体防渗帷幕并填充表层和深层裂缝，较好地改善坝体渗流性态。缺点：因为劈裂式灌浆压力大，坝体小主应力分布规律差，不易掌握，容易产生斜向及横向裂缝，进而影响坝体安全。水泥土搅拌桩优点：技术先进、工艺简单，施工速度较快，成墙质量较好，与混凝土防渗墙比较，柔性好，与原坝体衔接密实。造价低。缺点：在砂砾含量较高的土层及较坚硬的岩石上不易施工。混凝土防渗墙优点：混凝土防渗墙的施工技术容易掌握，施工质量可靠，墙厚匀，对各种地层适应性强在土石坝地基防渗中日益得到广泛的应用。缺点：投资偏大，施工速度慢，需较大施工场地，需加宽坝顶，且混凝土防渗墙与均质土坝防渗体材料不同，弹性模量差别较大，刚性偏大，柔性不足。高压摆喷灌浆优点：高压摆喷主要针对坝体填筑质量差、坝基清基不彻底引起的坝体坝基渗漏处理效果显著，且成墙均匀，防渗效果好。缺点：成本较高。堤身防渗处理措施采取水泥土搅拌桩灌浆。3.3防渗措施及效果灌浆范围为大坝北岗段，灌浆采用双排套桩布孔，孔位设在坝轴线，墙底部钻入坝基底部2 m，桩深7.709.80 m，桩直径0.40 m，成墙厚度0.55 m，施工按三序桩成墙方法，用多头小直径深层搅拌截渗桩基就位、调平，通过主机的动力传动推动钻头向土层中下层沉刨设计深度，然后再提升搅拌机至孔口，在此同时，水泥浆由高压输送管输进钻杆，经过钻头喷入土体中，在钻进与提升的过程中，水泥浆和原土充分拌和，此过程一次成桩，称为一序，然后钻机沿轴线前移，进行下一序施工，多次重复上述过程形成一截渗墙。渗透系数不大于110-5cm/s，抗压强度R0.30 MPa，水泥掺入量不小于12%。4结语杨庄滞洪区大坝北岗段经过灌注水泥土搅拌桩防渗加固处理后，渗流分析浸润线在防渗墙处骤降，处理效果显著，在一定程度上保障了大坝的安全，有效地防御大洪水，确保流域防洪安全，最大限度地减少洪水灾害损失，保障流域社会经济健康发展。参考文献：1 王鹏.董洪水利水电工程大坝施工中灌浆技术的应用分析J.工程技术研究，2020（18）.2 盖俊龙.水利水电工程施工中灌浆技术的应用 J.绿色环保建材，2020（10）.3 郭化如.水利水电工程施工中灌浆技术的应用 J.科技风，2020（21）.收稿日期：2022-10-19编辑：刘长垠72