歐高明

【摘要】針對立新水閘基礎開挖中出現(xiàn)的基巖地質(zhì)參數(shù)特征值調(diào)減情況，通過以閘室穩(wěn)定性進行復核，提出基礎加固參數(shù)值，優(yōu)選基礎加固方案應用于施工中，達到既保證工期，又節(jié)省投資的目的。

【關鍵詞】立新水閘；基礎開挖；基礎加固

1、工程概況

立新水閘位于溈水中游新洲，右岸為長沙市寧鄉(xiāng)縣壩塘鎮(zhèn)油麻田村，左岸為寧鄉(xiāng)縣大成橋鎮(zhèn)玉新村，是湘江一級支流溈水河上的一處大Ⅱ型水閘。閘址距寧鄉(xiāng)縣大成橋集鎮(zhèn)2.5km，距寧鄉(xiāng)縣城28km。水閘址控制流域集雨面積1186km2，河道干流長度61.03km，閘址以上平均坡降1.8‰。

溈水河干流全長144km，控制流域面積2447km2，溈水在新洲處分左右支（左支建有太陽水閘、右支建有立新水閘），建閘以前，以右支河道（立新水閘所在河道）行洪為主。1964年太陽水閘建成后，右河槽沖刷嚴重，河床下切，河道水位降低，以致枯水季節(jié)太陽水閘無水灌溉，遂于1966年在右河槽建設立新水閘。水閘主要功能以灌溉、防洪為主，立新水閘與溈水左支太陽水閘是“扁擔閘”的關系，兩水閘設計共同灌溉面積4.2萬畝，防洪影響面積6.5萬畝，防洪保護人口8萬人。

立新水閘樞紐工程主要由溢流壩、泄洪閘、沖砂閘、水輪泵、工作橋、上、下游連接段等建筑物組成。水閘軸線總長132.4m。溢流壩段位于閘右岸，軸線長51.9m。堰型為折線型實用堰，泄洪閘段位于閘左岸，堰型為寬頂堰，堰體內(nèi)部均為三合泥砌塊石，外包混凝土，俗稱“金包銀”結構。泄洪閘段裝有13扇立軸旋轉鋼閘門。水閘左、右兩岸均設有沖砂閘段，底板為鋼筋砼，凈寬3m。左、右兩岸沖砂閘旁均各設有水輪泵站，左岸安裝D60-4型水輪泵2臺，右岸安裝D40-6型水輪泵3臺。

立新水閘經(jīng)安全鑒定為三類閘，除險加固設計的主要內(nèi)容為：拆除左岸沖砂閘及立軸門段泄洪閘改為低堰泄洪閘，設置9孔10×3.5m平板提升門，占河床寬度103.6m。泄洪閘上下游均設1m×1m的鋼筋砼齒槽。在上游齒槽距上游面0.5m的位置布置一排帷幕灌漿孔，平行閘軸線布置，灌漿孔距2m，分兩序施灌。將原有溢流壩壩體面層砼鑿除，設置0.50m厚的C30鋼筋砼抗沖耐磨溢流面板，同時防滲砼在壩體上游深入基礎內(nèi)2m作防滲齒槽。對壩體內(nèi)部進行充填灌漿；在上游齒槽下進行帷幕灌漿。根據(jù)消能計算，平板提升閘門段下游布置消力池，主要由1：4.0斜坡段、平底段和消力坎組成，順水流向總長為31.0m，采用C25鋼筋砼結構，池深1.0m。消力池下游接海漫。對原水輪泵站拆除，右岸水輪泵站原址重建，左岸水輪泵站移至原泵站管理房處重建。上、下游連接段布置，水閘閘室上、下游35m均為漿砌石扭曲面，兩岸岸墻采用砼衡重式擋土墻結構，扭曲面上、下游100m范圍內(nèi)的岸坡采用斜坡式土堤結構。工程項目總投資3755.19萬元。

基礎地質(zhì)情況：壩基持力層為第三系東塘組（E1d），紫紅色、暗紫紅色厚層狀含礫砂巖，閘基強風化帶厚2～3m，巖性較軟弱，抗風化能力較弱。鉆孔揭露弱風化巖石厚度8～10m。據(jù)鉆孔資料，強風化巖石內(nèi)節(jié)理裂隙較發(fā)育且呈張開狀，節(jié)理面無充填，壓水試驗透水率q=16.7～18.6Lu。弱風化巖石內(nèi)節(jié)理裂隙多呈閉合狀，巖體完整性好，壓水試驗巖體透水率q=3.7～9.7Lu，屬弱透水巖帶。

2、基礎開挖情況

閘室地基開挖到設計高程后，基礎為紫紅色強風化含礫砂巖，但巖石膠結度比設計的要差，地質(zhì)專家在現(xiàn)場對左半閘室段（順水流方向）基礎的地質(zhì)描述時，提出調(diào)整地質(zhì)參數(shù)特征值，認為砼/巖的抗剪強度f值取0.35較合適，而設計地質(zhì)數(shù)據(jù)為0.40；抗剪斷強度f值取0.40較合適（設計數(shù)據(jù)為0.45），抗剪斷粘聚力c值取0.01MPa較合適（設計數(shù)據(jù)為0.02）。設計代表重新復核閘室抗滑穩(wěn)定，發(fā)現(xiàn)采用抗剪斷公式計算的中孔閘室抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)2.45，邊孔閘室抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)2.49，均不能滿足規(guī)范要求值3.0。溢流壩抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)1.76（抗剪斷公式），左岸水輪泵站抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)2.78（抗剪斷公式），右岸水輪泵站抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)2.51（抗剪斷公式），均不能滿足規(guī)范要求值3.0，需進行基礎處理。

3、基礎處理方案選擇

基礎處理常用方案有基礎固結、抗滑樁和錨固筋，針對紫紅色強風化含礫砂巖，其中最簡單適用的方法是基礎抗滑樁和錨固筋。為了使基礎面處理后達到設計要求，先假設安全系數(shù)達到規(guī)范值，根據(jù)抗剪斷公式進行反推所需的最小c 值（閘室基礎底面與巖石地基之間的抗剪斷粘聚力，Kpa），可知：泄洪閘室基礎所需的cmin=25kPa；水輪泵站所需的cmin=20kPa；溢流壩所需的cmin=35kPa。

滿足規(guī)范要求，而溢泄閘1#～5#閘室時的局部受壓承載力是最小的，已經(jīng)大于基礎所需的最大受壓承載力值，故認為所選用抗滑梁斷面滿足規(guī)范要求。

4、基礎處理后穩(wěn)定復核

基礎加固處理后閘室穩(wěn)定復核計算公式同前，泄洪閘巖土物理綜合參數(shù)如下：強風化砂礫巖：f=0.35，f'=0.4，C'=0.025Mpa。（這里僅驗算抗剪斷公式）

溢流壩巖土物理綜合參數(shù)如下：強風化砂礫巖：f=0.4，f'=0.4，C'=0.035Mpa，計算得K=3.23，滿足要求。水輪泵站巖土物理綜合參數(shù)如下：強風化砂礫巖：f=0.35，f'=0.4，C'=0.02Mpa。

從上表可以看出，加固后立新水閘閘室各建筑物抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)均大于允許安全系數(shù)，能滿足設計和規(guī)范要求。

5、結語

立新水閘基礎加固處理后，1#和2#閘墩在2016年的洪水中受到一艘漂流的挖砂鐵船的撞擊，對閘墩進行鑒定時發(fā)現(xiàn)無變形和開裂現(xiàn)象，說明基礎處理能滿足設計要求。文中兩種方案均能有效加固基礎，本次基礎處理采用增設阻滑樁技術形式較好的彌補了地質(zhì)參數(shù)不足的問題，既保證了施工工期，又為建設方節(jié)省了投資。對同類工程有借鑒意義。

參考文獻：

[1]鈕新強等.新編水工混凝土結構設計手冊[M].北京：中國水利水電出版社，2010.