□蘇 理 □楊斌生(駐馬店市河道管理局)
老河水庫位于駐馬店市泌陽縣老河鄉(xiāng)董崗村南頭,汝河支流黃溪河上游,控制流域面積40.4km2,總庫容2570萬m3。
該流域?qū)偕角饏^(qū),壩址上游屬于山前坡地地區(qū)。水庫上游河道長11.0km,河底平均比降為0.01,水源系周圍崗地地表水徑流匯入,每遇汛期洪水猛漲,該水庫大壩攔蓄洪水,減輕汝河防洪負(fù)擔(dān),并解決水庫下游近1000hm2耕地的灌溉用水。
老河水庫樞紐工程現(xiàn)有大壩、溢洪道、輸水洞等建筑物組成。大壩長880.0m,壩頂高程123.2m,防浪墻頂高程124.4m,最大壩高18m,壩頂寬5.0m,上游為塊石護(hù)坡,下游為草皮護(hù)坡。上游坡比1:3~1:4,在大壩下游壩坡116.7m高程處設(shè)有2.0m寬的戧臺一道,下游坡比為1:2.5~1:3.5,壩體下游沙殼內(nèi)坡度為1:2,基本屬于均質(zhì)壩。
老河水庫系1959年開始興建,群眾性突擊,沒有正式設(shè)計。大壩建設(shè)施工時,清基不徹底,壩基未作防滲處理,水庫初期運(yùn)行時,壩基滲透嚴(yán)重,發(fā)生20余次管涌現(xiàn)象。
1975年汛前,在壩前修筑長70m,厚2.0~5.0m的粘土鋪蓋,鋪蓋滲漏系數(shù)K=6.3×10-6cm/s,但壩基滲漏現(xiàn)象仍較嚴(yán)重。
1979年在壩后距壩腳20m處開挖導(dǎo)滲溝進(jìn)行處理期間,溝槽內(nèi)又出現(xiàn)管涌塌方現(xiàn)象。由于砂層挖深困難,后改為減壓淺井施工方案,修筑減壓淺井21眼進(jìn)行倒?jié)B。
1982年7月汛期,在壩址附近先后又發(fā)生19處管涌冒水地點(diǎn),處理辦法,又新增減壓井14眼,壩腳建導(dǎo)滲濾體。
老河水庫壩基滲漏,經(jīng)多次處理,但河槽段壩基,仍存在嚴(yán)重滲漏問題,危及大壩安全。
2005年5月駐馬店市水利勘測設(shè)計研究院勘探隊,對老河水庫大壩進(jìn)行了勘測,大壩樁號0+305~0+725原河槽段壩基有輕粉質(zhì)壤土,粉細(xì)砂,泥質(zhì)輕粉質(zhì)壤土,其中第2層粉質(zhì)細(xì)砂后2.6~3.6m,滲漏系數(shù)為 1.47×10-2×4.7×10-2cm/s,屬中透水-滲透性,存在壩基滲漏問題,埋深在壩頂以下,深度18~23m之間。
河南省發(fā)展和改革委員會依據(jù)國家發(fā)展改革委員會、水利部辦公廳2005《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)病險水庫除險加固工程管理有關(guān)問題的通知》及水利部2008年《大壩安全鑒定成果的核查意見》,同意對泌陽縣老河水庫進(jìn)行除險加固。
根據(jù)老河水庫大壩壩基滲漏情況和地質(zhì)條件,粉質(zhì)細(xì)砂透水層深埋在壩頂以下深18~23m之間,厚度為2.6~3.6m。經(jīng)過方案比較,采用在透水層建造高噴灌漿防滲墻形成帷幕,對壩基滲漏進(jìn)行截滲處理。
大壩壩基滲漏透水層為粉質(zhì)細(xì)砂,深埋在壩頂以下深18~23m之間,根據(jù)工程需要和地質(zhì)條件,高噴墻射漿采用單排旋噴套接旋擺搭接形式。防滲墻位于大壩0+305~0+725段,長420m,墻底高程99.00m,墻頂高層111.00m,墻高12m。墻體入透水層以下原自然粘土層5m,樁徑0.8m,樁距0.6m,灌漿平臺在上游壩116.73處,防滲墻總面積為5040m2。
灌漿平臺設(shè)在上游壩坡高程116.73m處。高噴灌漿鉆孔采用φ6000鉆頭回旋鉆進(jìn)。
在施工過程中,要求施工單位鉆孔孔位與設(shè)計孔位偏差≤50mm。鉆進(jìn)過程中,若出現(xiàn)泥漿嚴(yán)重漏失,孔口不返漿時,立即采取加大泥漿濃度,泥漿中摻砂,向孔內(nèi)填充堵漏材料,直至孔口正常返漿之后再繼續(xù)鉆進(jìn)。
鉆孔施工中,采取預(yù)防孔斜措施,鉆機(jī)安放平穩(wěn)牢固,加長粗徑鉆具。鉆桿和粗徑鉆具的垂直度偏差斜率控制在1%以內(nèi)。
鉆機(jī)鉆孔時,選取部分高噴孔作為先導(dǎo)孔,采取芯樣,核對地質(zhì),先導(dǎo)孔的深度超過設(shè)計防滲墻底深度0.3m。
鉆機(jī)鉆進(jìn)時,詳細(xì)記錄孔位、孔深、地質(zhì)變化和漏漿、掉鉆等特殊情況及處理措施。
高噴灌漿漿液采用水泥漿,所用水泥為42.5普通硅酸鹽水泥,質(zhì)量符合GB175的有關(guān)規(guī)定,不得使用過期和受潮結(jié)塊水泥。高噴灌漿用水為老河水庫蓄水,其質(zhì)量符合DL/T5144中混凝土拌和用水的要求。
高噴灌漿水泥漿液水灰比1.5:1~0.6:1,密度為1.4~1.7g/cm,制漿材料稱重誤差≤5%,使用普通攪拌機(jī)攪拌時間≥90s,水泥漿自制備至用完時間不超過4h。
高噴灌漿鉆孔每個孔完成后,經(jīng)檢驗透水層中滲水流速較小時,下噴射管至孔底,采用全孔自下而上連續(xù)作業(yè),灌漿壓力控制在 25~40MPa,流量 70~100 L/min,提升速度 10~25cm/min。
灌漿過程中,需中途拆卸噴射管時,搭接段都需進(jìn)行復(fù)噴,復(fù)噴長度≥0.2m,對因故中斷灌漿部位維修后恢復(fù)施工時,控制搭接長度≥0.5m,保證高噴防滲墻的工程施工質(zhì)量。
施工過程中,施工單位對高噴灌漿材料、漿液和各道工序的質(zhì)量進(jìn)行三檢,并做好原始記錄,監(jiān)理單位對高噴灌漿質(zhì)量進(jìn)行了嚴(yán)格控制。工程完工后,建設(shè)單位委托河南省水利基本建設(shè)工程質(zhì)量檢測中心對老河水庫大壩壩基高壓旋噴防滲墻工程進(jìn)行了實體質(zhì)量檢測,各項技術(shù)指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計和規(guī)范要求。
老河水庫除險加固大壩壩基高噴樁防滲墻工程于2009年10月12日開工,2009年11月26日完工,工程質(zhì)量合格,2010年12月16日通過分部工程驗收。水庫大壩防滲墻經(jīng)過兩年的汛期運(yùn)行,經(jīng)探測,防滲墻體滲透系數(shù)為2~9×10-6cm/s。大壩壩基滲水量減少80%以上,取得了令人滿意的效果,確保了水庫的安全運(yùn)行。