摘要：千島湖配水工程在閑林出口庫內(nèi)設(shè)置自由溢流形式調(diào)壓井，溢流調(diào)壓井泄水道左側(cè)距離山谷線較近，泄水道頂部及中下部基礎(chǔ)出現(xiàn)局部松散土體，基礎(chǔ)呈現(xiàn)承載力不足、局部脫空、穩(wěn)定性差且不均勻沉降等不利情況。結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)及相關(guān)工程基礎(chǔ)處理經(jīng)驗(yàn)，通過調(diào)整泄水道縱向坡比、回填混凝土、增設(shè)盲溝及延伸錨筋長(zhǎng)度等措施，對(duì)泄水道進(jìn)行了結(jié)構(gòu)及基礎(chǔ)優(yōu)化設(shè)計(jì)處理，優(yōu)化設(shè)計(jì)后基礎(chǔ)處理得當(dāng)，使工程施工順利開展并平穩(wěn)運(yùn)行，在施工進(jìn)度管理、質(zhì)量把控及成本控制上均具備較好的可行性及借鑒性。

關(guān)鍵詞：調(diào)壓井泄水道松散土體基礎(chǔ)處理優(yōu)化設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：TV223;TV651.1

OptimalDesignoftheStructureandFoundationoftheSluicewayofOverflowSurgeChambers

LIUDakang

Zhejiang TongjiVocationalCollegeofScienceandTechnology，Hangzhou，ZhejiangProvince，311231China

Abstract：ThewaterdistributionprojectoftheQiandaoLakesetsupafreeoverflowsurgecamberintheoutletoftheXianlinreservoir.Theleftsideofthedrainagechanneloftheoverflowsurgecamberisclosetothevalleyline，andthefoundationsatthetopandmiddle-andlower-partsofthedrainagechannelhavelocalloosesoilandpresentunfavorableconditionssuchastheinsufficientbearingcapacity，localcavitation，poorstabilityandunevensettlement.Combinedwiththefoundationtreatmentexperienceoftheconstructionsiteandrelatedengineering，thispapercarriesouttheoptimizationdesignofthestructureandfoundationofthedrainagechannelbyadjustingitslongitudinalsloperatio，backfillingconcrete，addingblindditchesandextendingthelengthofanchorbars.Afteroptimizationdesign，thefoundationsisproperlytreated，makingengineeringconstructioncarryoutsmoothlyandrunsmoothly，whichhasgoodfeasibilityandreferenceinconstructionschedulemanagement，qualitycontrolandcostcontrol.

KeyWords：Surgecamber;Sluiceway;Loosesoil;Foundationtreatment;Optimizationdesign

1研究背景

為解決中國(guó)某些地區(qū)缺水問題，自20世紀(jì)80年代開始，中國(guó)已經(jīng)興建或規(guī)劃設(shè)計(jì)了數(shù)十項(xiàng)大型跨流域調(diào)水工程[]。在長(zhǎng)距離輸水工程中，為滿足輸水系統(tǒng)的正常運(yùn)行及檢修，輸水隧洞沿線需設(shè)置取水控制閘、事故檢修閘、溢流調(diào)壓井等豎井類水工建筑物。

溢洪道建筑物失事而造成災(zāi)害的情況也并不少見，較近一次是美國(guó)的奧洛維爾大壩溢洪道事故[2]，發(fā)生在2017年2月7日，造成18.8萬人撤離。我國(guó)的一些相關(guān)水利學(xué)者根據(jù)資料分析該事故[3]，認(rèn)為奧洛維爾大壩溢洪道事故是由于泄槽基礎(chǔ)巖石風(fēng)化嚴(yán)重、地基處理不到位等原因所致，并提倡在設(shè)計(jì)高水頭、高流速溢洪道時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)地基處理、保證底板厚度強(qiáng)度、表面設(shè)抗沖耐磨混凝土等。

杭州市第二水源千島湖配水工程從千島湖淳安縣境內(nèi)取水，通過輸水隧洞將水引至杭州市余杭區(qū)閑林水庫，全長(zhǎng)約113.22km，設(shè)計(jì)流量為38.8m3/s[4-5]。為避免由于閑林控制閘或上游流量控制閘啟閉過程中對(duì)上游輸水系統(tǒng)產(chǎn)生水錘破壞。在閑林出口庫內(nèi)設(shè)置自由溢流形式調(diào)壓井，溢流泄水道基礎(chǔ)出現(xiàn)局部松散土體。本文針對(duì)溢流調(diào)壓井泄水道基礎(chǔ)開挖過程中出現(xiàn)的問題，結(jié)合實(shí)際施工現(xiàn)狀，以及相關(guān)工程的處理處理經(jīng)驗(yàn)[6-10]，采用了結(jié)構(gòu)優(yōu)化、局部基礎(chǔ)回填混凝土處理、延長(zhǎng)錨筋等措施，使得工程施工順利進(jìn)行。

2溢流調(diào)壓井及泄水道設(shè)計(jì)概況

2.1結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)概況

溢流調(diào)壓井布置在閑林控制閘上游，主洞左側(cè)，由支洞水平段、豎井段和出口泄水道組成，總長(zhǎng)為364.9m。調(diào)壓井溢流口頂部除泄水道側(cè)外，另外三面均布置C30W6F50衡重式擋墻。

溢流泄水道沿溢流口至閑林水庫岸坡布置，斜坡段水平投影長(zhǎng)約134.05m，泄水道頂高程為106.5m，末端底高程為65.5m，縱向坡比設(shè)計(jì)分為1∶2、1∶2.5和1∶3.7。泄水道凈寬12.0m，底板采用C30W6F50混凝土泄槽底板，厚60cm。泄水道兩側(cè)設(shè)置C30W6F50混凝土擋坎，除靠頂部20m長(zhǎng)范圍內(nèi)為漸變段，高度由4.5m漸變?yōu)?.5m，其余段均高約2.5m，采用重力式結(jié)構(gòu)。

2.2基礎(chǔ)概況

泄水道底板要求坐落在強(qiáng)風(fēng)化基巖上，并設(shè)C25@2mx2m錨筋，L=3m，底板以下設(shè)兩道縱向排水盲溝。

3泄水道基礎(chǔ)開挖情況

本工程溢流調(diào)壓井泄水道基礎(chǔ)采用爆破開挖。

水道頂部及中下部開挖至設(shè)計(jì)基礎(chǔ)面時(shí)，基礎(chǔ)出現(xiàn)局部松散土體，經(jīng)參建四方現(xiàn)場(chǎng)聯(lián)合查看，考慮大部分區(qū)域松散土較淺，要求施工松散土處繼續(xù)開挖至強(qiáng)風(fēng)化巖面。

基礎(chǔ)開挖時(shí)，施工單位應(yīng)采取預(yù)裂爆破和預(yù)留保護(hù)層等保護(hù)建基面的開挖方式，避免泄水道開挖后的基礎(chǔ)巖石局部發(fā)生開裂或破碎，基礎(chǔ)形成超挖。

同時(shí)基礎(chǔ)開挖清基后應(yīng)及時(shí)封閉，以避免基巖面長(zhǎng)期外露導(dǎo)致裸露巖體風(fēng)化破碎形成超挖。

4設(shè)計(jì)優(yōu)化措施

4.1調(diào)整溢流泄水道縱向坡比

泄水道縱向坡比設(shè)計(jì)分為1∶2、1∶2.5和1∶3.7，為盡可能貼合已開挖建基面，減少基礎(chǔ)超挖回填量，將泄水道縱向坡比調(diào)整為1∶1.72、1∶2.53和1∶4.5。

4.2局部超挖部位回填C20混凝土

對(duì)于部分通過坡比依然無法調(diào)整的建基面，采用C20素混凝土回填至建基面再進(jìn)行后續(xù)施工。但在基礎(chǔ)回填前應(yīng)先進(jìn)行底板盲溝施工。

4.3相應(yīng)延伸底板錨筋長(zhǎng)度

對(duì)局部超挖部位的錨桿進(jìn)行加長(zhǎng)，保證入巖深度不變。

經(jīng)優(yōu)化設(shè)計(jì)后基礎(chǔ)處理得當(dāng)，使工程施工順利開展并平穩(wěn)運(yùn)行。

5結(jié)論

通過溢流調(diào)壓井泄水道結(jié)構(gòu)及基礎(chǔ)處理優(yōu)化設(shè)計(jì)，開挖基礎(chǔ)較差問題得到較好的解決，工程得以順利進(jìn)展，得出的結(jié)論如下。

（1）從平面地形上看，泄水道雖然避開了山谷線，但因溢流泄水道底板基礎(chǔ)開挖較深（最深約8m），還是受到了山谷線的影響。因此，泄水道應(yīng)盡量布置在等高線較為平順的坡面上，并盡可能避開山谷或山脊，且應(yīng)深入考慮基礎(chǔ)挖深后受山谷線的影響，必要時(shí)應(yīng)在影響最為顯著的地方進(jìn)行地質(zhì)鉆孔取芯，對(duì)此處巖面線進(jìn)行精準(zhǔn)確定。

（2）采用結(jié)構(gòu)優(yōu)化、混凝土回填、底板盲溝實(shí)施、局部延長(zhǎng)錨筋長(zhǎng)度等措施后，泄水道的基礎(chǔ)得到了有效處理。在施工進(jìn)度管理、質(zhì)量把控及成本控制上均具備較好的可行性及借鑒性。

（3）泄水道基礎(chǔ)開挖時(shí)相關(guān)參建方應(yīng)嚴(yán)格控制開挖質(zhì)量，基礎(chǔ)開挖進(jìn)行預(yù)裂爆破，并預(yù)留保護(hù)層。設(shè)計(jì)單位應(yīng)該加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)溝通交流，如遇與勘察設(shè)計(jì)成果不符合的情況，可及時(shí)做出調(diào)整，以避免后續(xù)二次開挖或已開挖建基面難以進(jìn)行設(shè)計(jì)調(diào)整等現(xiàn)象。

（4）施工單位應(yīng)合理組織施工，泄水道基礎(chǔ)開挖完成清基后，及時(shí)澆筑混凝土封閉，以防基礎(chǔ)巖體外露引起風(fēng)化或破壞。