□翟 宇(白龜山水庫管理局)
白龜山水庫座落在淮河流域沙潁河水系沙河干流上,攔河壩壩址位于平頂山市西南郊,它與上游昭平臺(tái)水庫相距約51 km。水庫控制流域面積2740km2。水庫始建于1958年,1966年通過正式竣工驗(yàn)收。1998年水庫除險(xiǎn)加固開工,2006年加固工程通過正式竣工驗(yàn)收。水庫工程按100年一遇洪水設(shè)計(jì),2000年一遇洪水校核,是一座以防洪為主,集防洪、城市供水、農(nóng)業(yè)灌溉為一體的大(2)型綜合利用水庫樞紐工程。白龜山水庫順河壩壩長18016.50m,最大壩高16.26m,壩頂寬4.00~6.00m。
在白龜山水庫除險(xiǎn)加固工程施工過程中,發(fā)現(xiàn)順河壩魚陵山以西11+040-11+570壩段原竣工圖上的1:20無護(hù)面壩坡以下壩體不是竣工圖所示的重粉質(zhì)壤土,而是層土層砂。為了進(jìn)一步搞清該段壩體的填筑情況,建管局委托河南省勘測總隊(duì)對(duì)該段壩體進(jìn)行勘探,勘探結(jié)果表明,該壩段有貫穿上下游壩體的砂層,且該砂層為級(jí)配不良砂,其頂部高程為99.20~99.70m,底部高程為98.10~98.70m,長度為467m的透鏡體,不良級(jí)配中砂層在重粉質(zhì)壤土中,形成上下游貫通的壩體滲漏通道。根據(jù)11+040~11+570壩段的勘測情況,同時(shí)考慮到截滲所穿過的介質(zhì)均為土和砂,為節(jié)省投資和加快施工進(jìn)度擬采用YK系列切槽機(jī)切槽和澆筑混凝土截滲墻的方式予以截滲。截滲墻長度530m,深度4.10~5.50m,截滲墻的截滲面積為2544m2。
2.1.1 固壁所用泥漿
泥漿中水應(yīng)該是新鮮、清潔的不含酸、堿、油、鹽、粉砂有機(jī)物質(zhì)和其他有害物質(zhì)。泥漿池應(yīng)與沉淀池分開,不得混池使用。泥漿主要性能指標(biāo)控制:泥漿密度在1.10~1.29g/cm3;漏斗粘度1~25s,含沙量<5%。
2.1.2 混凝土
混凝土所用水泥應(yīng)符合國際GB-175的425硅酸鹽水泥,最小水泥用量350kg/m3。混凝土采用150#素混凝土,混凝土用水要求同泥漿用水?;炷练弦?guī)定級(jí)配和強(qiáng)度要求,所用材料應(yīng)符合規(guī)范要求,并具有下列物理和力學(xué)性質(zhì):最大骨料20mm,澆筑時(shí)塌落度為18~22cm,擴(kuò)散度34~40cm,28d齡期最小抗壓強(qiáng)度為10MPa,混凝土彈性模量為17000MPa。
2.2.1 施工準(zhǔn)備
槽孔上部必須支護(hù),支護(hù)深度1.05~1.20m。支護(hù)槽口的護(hù)槽板可選用鋼制、木制或現(xiàn)澆混凝土板等。護(hù)槽板宜插入地基10~20cm,板與板之間接縫要良好,必要時(shí)采取封水措施,以免漏漿。地基土質(zhì)較差時(shí),護(hù)槽板外側(cè)應(yīng)用粘土回填夯實(shí)后再進(jìn)行施工。地基軟硬差別大時(shí),應(yīng)對(duì)地基處理后,再鋪設(shè)枕木和鋼軌。枕木截面尺寸20cm×20cm,長度0.80~1.10m,鋼軌應(yīng)使用38#以上規(guī)格產(chǎn)品。
液壓開槽機(jī)行走,其軌道高差不得超過5mm,軌道間距允許差不得超過10mm。曲線段施工時(shí),曲率較大時(shí),開槽機(jī)行走軌道轉(zhuǎn)彎半徑應(yīng)>50m,必要時(shí)也可以轉(zhuǎn)動(dòng)開槽機(jī)行走輪子予以調(diào)整。曲率較小時(shí),應(yīng)按折線施工。白龜山水庫除險(xiǎn)加固工程截滲墻選擇的是折線施工。導(dǎo)孔施工時(shí),應(yīng)嚴(yán)格控制其垂直度,導(dǎo)孔斜率≤0.40%,墻深在20m以內(nèi)的,導(dǎo)孔直徑可選用Φ860mm;墻深>20m的,導(dǎo)孔直徑可選用Φ1200mm。
2.2.2 開槽施工
刀桿連接長度應(yīng)保證在最大斜度工況下,滿足設(shè)計(jì)墻深要求。刀桿斜度一般應(yīng)控制在3%~7%范圍內(nèi),刀桿斜度≤8%。槽寬尺寸允許偏差±10mm。開槽速度應(yīng)根據(jù)地層軟硬進(jìn)行控制操作。每次允許扳動(dòng)一個(gè)工作行程,操作時(shí)間同時(shí)觀察液壓表,若壓力增加太大,每個(gè)工作行程應(yīng)分二次或三次操作,嚴(yán)禁液壓系統(tǒng)超負(fù)荷運(yùn)行。地層軟且槽孔又深時(shí),開槽速度不宜過快,以減少沉淀和清槽工作量,應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場試驗(yàn)確定合理的開槽速度。遇土質(zhì)較硬,應(yīng)以減少吃刀量或調(diào)小刀桿斜度降低工作負(fù)荷。在砂性地層開槽施工時(shí),應(yīng)采取改善泥漿性能措施,提高泥漿密度,還應(yīng)儲(chǔ)備一定量的粘土和堵漏材料備用。
開槽作業(yè)時(shí),開槽機(jī)油壓應(yīng)控制在10MPa以下,允許油壓瞬時(shí)超過10MPa,不允許液壓系統(tǒng)在此值以上長期工作。油溫一般控制在50℃以下,不得超過60℃,油溫過高時(shí),應(yīng)采取有效的降溫措施,必要時(shí)應(yīng)拆檢并更換泄漏量大的閥件及其他零件。遇到塊石或較粗的樹根時(shí),應(yīng)探明情況后,采取相應(yīng)措施處理。因故停止施工,應(yīng)有專業(yè)人員保持槽孔內(nèi)的泥漿液位,防止槽孔坍塌,如遇砂土層,要定時(shí)啟動(dòng)開槽機(jī)和砂土泵,清除槽底沉淀,防止刀桿預(yù)埋事故。
2.2.3 隔離體施工
土工布隔離體,用前必須經(jīng)過外觀檢查,發(fā)現(xiàn)有破損、斷絲、編織不勻及其它降低自身強(qiáng)度缺陷的,禁止使用。隔離體設(shè)置時(shí)不得偏斜,且應(yīng)下到槽底部,下設(shè)深度應(yīng)用量具測定并記錄。采用懸重法沉放土工布隔離體時(shí),重物的長度應(yīng)大于槽寬尺寸的2~3倍,其寬度應(yīng)小于槽寬尺寸;重物的重量應(yīng)大于土工布本身在泥漿中的浮力。土工布隔離體內(nèi)混凝土澆筑與水下混凝土澆筑相同,必須保證導(dǎo)管底口下至隔離體底部,并自始至終保證導(dǎo)管底口埋入混凝土1~6m;混凝土澆筑時(shí),應(yīng)與墻體澆筑協(xié)調(diào),并保證隔離體內(nèi)混凝土面高于槽內(nèi)混凝土3~5m以上,防止隔離體移位。不得提前將土工布隔離體澆筑完成后,再澆筑墻體混凝土,二者應(yīng)同時(shí)協(xié)調(diào)進(jìn)行。
撤除隔離體時(shí)間應(yīng)根據(jù)混凝土的初凝周期經(jīng)實(shí)驗(yàn)確定;撤除時(shí)應(yīng)由下向上緩慢撕開,禁止由頂部向上整體拉開。隔離體與開槽機(jī)之間應(yīng)留有足夠的安全距離,一般槽深20m以內(nèi)時(shí),宜取3~7m。
2.2.4 混凝土截滲墻施工
應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)的混凝土配合比配料,材料應(yīng)進(jìn)行檢查,各項(xiàng)指標(biāo)應(yīng)符合設(shè)計(jì)施工要求。水泥應(yīng)按規(guī)定存放,嚴(yán)禁使用受潮及結(jié)塊水泥。砂石料粒徑均勻,差別較大時(shí),應(yīng)篩選后使用。根據(jù)規(guī)定應(yīng)在機(jī)前或槽口對(duì)混凝土取樣,進(jìn)行檢測試驗(yàn),應(yīng)符合下列指標(biāo)要求:塌落度18~22cm,擴(kuò)散度34~40cm。
混凝土拌和及運(yùn)輸設(shè)備,均應(yīng)有備用,以保證混凝土澆筑能連續(xù)進(jìn)行,若因故中斷,時(shí)間不宜超過40min。翻斗車運(yùn)送混凝土?xí)r,運(yùn)距以不超過200m為宜,且道路應(yīng)平整。當(dāng)運(yùn)距超過200m時(shí),應(yīng)采用其他運(yùn)輸方式。運(yùn)至槽孔的混凝土,應(yīng)有良好的和易性,若發(fā)生離析現(xiàn)象,應(yīng)予二次拌和符合要求后再用,離析嚴(yán)重的,不得用于澆筑。
澆筑前應(yīng)清除槽底沉淀,清槽后槽底沉淀≤10cm。槽孔開好經(jīng)清槽后,應(yīng)及時(shí)進(jìn)行混凝土澆筑,防止槽孔坍塌。澆筑段長度應(yīng)根據(jù)施工單位的澆筑能力合理確定,保證混凝土上升速度>2m/h。
多套導(dǎo)管澆筑時(shí),導(dǎo)管間距可控制在3.50m左右,澆筑時(shí)各導(dǎo)管應(yīng)輪流均量下料,使槽內(nèi)混凝土面均勻上升,各處混凝土面高差≤50cm。混凝土澆筑過程中應(yīng)對(duì)隔離體兩側(cè)進(jìn)行經(jīng)常性的測量,發(fā)現(xiàn)有漏漿現(xiàn)象,應(yīng)及時(shí)判斷漏漿發(fā)生的原因及漏漿部位的高程,并詳細(xì)記錄和上報(bào)有關(guān)人員。經(jīng)測量,漏漿不嚴(yán)重或不危機(jī)刀桿安全時(shí),可繼續(xù)開槽作業(yè),否則應(yīng)及時(shí)停止開槽作業(yè),將刀桿撤出槽孔。對(duì)漏失的混凝土應(yīng)及時(shí)采取措施清出槽孔。
混凝土截滲墻施工的優(yōu)點(diǎn)是振動(dòng)小、污染少、對(duì)周圍環(huán)境影響??;適用地層范圍廣,可以適應(yīng)從軟地層到卵石層,從風(fēng)化巖到堅(jiān)硬的花崗巖等各種復(fù)雜地層施工;墻體質(zhì)量好;施工能力范圍大。切槽法造截滲墻更能保證墻體質(zhì)量,消除傳統(tǒng)防滲墻施工工藝易形成的集中滲流通道,工程質(zhì)量很難保證的弊端??傊捎们胁鄯ㄊ┕ぜ夹g(shù)對(duì)堤壩進(jìn)行防滲加固處理,將產(chǎn)生巨大的防洪減災(zāi)效益。