吳晉生
(山西省水利建筑工程局,山西 太原 030006)
雙乳山水庫位于忻府區(qū)南云中河干流的雙乳山腳下,是一座灌溉、防洪、養(yǎng)殖等綜合利用的中型水庫。水庫控制流域面積330km2,1959年興建,1962年竣工,總庫容1285萬m3,最大壩高11.0m。
雙乳山水庫主要發(fā)揮著防洪減災(zāi)、農(nóng)業(yè)灌溉和為當?shù)厝罕娞峁╋嬎淖饔谩S捎谠撍畮焓?0世紀六七十年代機械化水平極低的時期由民工投勞建成的,工程質(zhì)量問題較多,加之水庫運行多年,出現(xiàn)了諸多問題:一是防洪標準低,達不到規(guī)范要求;二是設(shè)備老化嚴重,不具備運行要求;三是壩體防滲效果差,滲漏嚴重,存在較大的安全隱患。
選擇經(jīng)濟合理的除險加固方案對病險水庫至關(guān)重要。目前常見的處理壩基防滲方法主要有高噴灌漿法、水泥土防滲墻法及土工膜防滲法。
根據(jù)水庫現(xiàn)狀,結(jié)合工程實例,對雙乳山水庫采用深層攪拌水泥土防滲墻進行堤防防滲。該方法具有效率高、成本低、無振動、污染少的特點,是堤防防滲墻施工的有效方法之一。
雙乳山水庫副壩基地層淺部為第四系全新統(tǒng)沖積巖(Q4a+pl),其深部埋有第四系上更新統(tǒng)沖洪積巖層(Q3a+pl)和中更新統(tǒng)沖洪積層(Q2a+pl)。其中上更新統(tǒng)和中更新統(tǒng)地層埋藏較深,與工程關(guān)系不大。副壩壩基地層巖性大致可以分為兩段,全長1400m,地基上部為粗砂、中粗砂,含土及礫石,礫石最大粒徑3.5cm,層厚2.7m;向下為亞砂土,黃紅色,軟塑,層厚2.7m;底部為淤泥質(zhì)黏土,褐色,為相對隔水層,厚度3.0m。地下水標高827.50m,埋深4.4m,粗砂、中粗砂層滲透系數(shù)3.99m/d。
根據(jù)工程地質(zhì)條件,采用多頭深層攪拌防滲墻技術(shù)進行處理,可完全封閉透水層的滲透通道,從根本上解決透水變形問題。從地質(zhì)報告可以看出,壩基下埋藏有一層透水層,即粗砂、中粗砂層,為達到理想的防滲效果,防滲墻必須穿過該透水層到達黏土層。滲透系數(shù)不大于5Lu,墻體厚度30cm。
一是做好場地的|“三通”(路通、水通、電通)“一平”(清除施工現(xiàn)場的障礙物)。二是按設(shè)計圖紙進行放線,準確定出攪拌樁的位置。三是做好供水供電線路、機械設(shè)備施工線路、機械設(shè)備放置位置、運輸通道等準備工作。
單軸深層攪拌樁機就位、對中,保證樁機安裝水平、穩(wěn)固,機底全部墊平、墊實,在樁機上測出標高控制線,并用白漆在機架上劃出深度標志,機架正、側(cè)面和攪拌管全部垂直,攪拌頭對準樁位,同時用線錘測設(shè)樁架垂直度,經(jīng)檢查符合要求后開鉆。
沿導(dǎo)向架邊旋轉(zhuǎn)、邊切土、下沉直至加固深度。漿液材料采用普通硅酸鹽水泥42.5。拌制漿液按照試樁確定的配合比拌制。攪拌機預(yù)攪下沉的同時,后臺拌制固化漿液,拌好后倒入集料池中。
下沉過程中邊切土、邊攪拌,攪拌至設(shè)計深度后,以均勻速度邊提升、邊攪拌、邊噴漿,使水泥漿與土體充分拌和。為保證水泥攪拌樁樁端及樁身質(zhì)量,提鉆時在樁底部停留30s。
為使土層與水泥漿攪拌均勻,用上述同樣方法進行二次攪拌下沉、提升噴漿,將深層攪拌機重復(fù)攪拌下沉、提升噴漿。
施工前將場地及樁機調(diào)試整平。施工過程中使用吊線錘對鉆桿的垂直度進行控制,同時檢查樁機操作臺上的水平測控裝置,確保樁機機身處于垂直狀態(tài)。
另外,調(diào)平通過樁機支腿的油缸。檢查樁機支腿是否存在下陷或油缸泄壓現(xiàn)象,發(fā)現(xiàn)問題及時處理。
施工過程中要保證輸漿均勻,根據(jù)地層吃漿變化調(diào)整輸漿量,總輸漿量均不少于設(shè)計要求,輸漿壓力控制在0.3~0.4MPa。
主機調(diào)平后,在施工過程中往往會由于樁機振動而導(dǎo)致機身傾斜,造成樁位的偏差。本方案采用雙套引線錘進行樁位的控制,可保證樁位的垂直度得到精確控制。
根據(jù)《水利水電工程高壓噴射灌漿技術(shù)規(guī)范》的有關(guān)標準,在墻體成型14d后,通過圍井實驗對成型墻體進行滲透檢驗。當滲透系數(shù)不大于5Lu時,可達到該墻體的防滲設(shè)計要求。
防滲墻墻體成型后對墻體進行開挖,開挖深度1.5m,檢查樁與樁之間搭接是否良好,攪拌是否均勻,有無裂縫缺損等情況。共檢查墻體5處,墻體厚度均達到了設(shè)計要求。
通過采用水泥防滲墻對水庫堤防進行防滲施工后,在經(jīng)濟合理的條件下可有效控制水庫大壩滲漏問題,消除了水庫安全隱患,為水庫安全高效運行提供了保障。