高壓噴射灌漿在新疆某水庫除險加固中的應用

張愛華

(兵團勘測規劃設計研究院一分院,新疆 石河子 832000)

1 工程概況

某水庫是一座以灌溉為主的小(1)型攔河式水庫,大壩為碾壓式均質土壩,控制灌溉面積541.7 hm2。水庫始建于1973年,原規劃設計總庫容105×104m3,當時由于受資金限制,水庫完工庫容70×104m3,壩高14.62 m,經過30多年的運行,壩基滲漏嚴重,為了水庫大壩安全,每年蓄水庫容不超過55×104m3。根據現場調查了解,當水庫水位超過960.07 m(對應庫容55×104m3)時,壩址區(距后壩坡坡腳5 m處河床)嚴重冒水翻砂。

2009年5月對水庫進行了除險加固。加固后壩高18.50 m,壩頂高程961.50 m,壩頂寬5 m,水庫壩長168 m。正常蓄水位962.54 m,對應庫容80×104m3,設計洪水位963.54 m,對應庫容90×104m3,校核水位964.25 m,對應庫容105×104m3。

經地質勘察,老壩體由含礫粉土組成,壩體填筑質量差。壩基土分為兩層,壩基由第四紀松散礫石和相對隔水的凝灰質砂巖組成。礫石層滲透系數1.8×10-2cm/s,厚度為9 m,礫石顆粒組成:大于60 mm粒徑組含量8.5%,60～40 mm粒徑組含量11.1%,40～20 mm粒徑組含量23.9%,20～10 mm粒徑組含量19%,10～2 mm粒徑組含量 20%,2～0.5 mm粒徑組含量6.7%,0.5～0.25 mm粒徑組含量1.7%,0.25～0.075 mm粒徑組含量5.1%,＜0.075 mm粒徑組含量3.9%;下部基巖強風化帶滲透系數3.2×10-4cm/s。

2 處理方案的選擇

該工程的主要任務是防洪和灌溉,除險加固主要是恢復原庫容,減少壩基滲漏,保證壩基的滲透穩定,故主要的處理方案是壩基的防滲處理,即截斷砂礫石透水層。

為了徹底根治,將老壩體從壩頂以下翻壓4.0 m,將大壩加高培厚,加高高度為4.0m(為低液限粘土),對壩基采用三管噴射擺噴灌漿。壩基垂直防滲體設于距上游坡腳1/3(16.5 m)壩底寬度處,壩基砂礫石層垂直防滲采用高噴灌漿,強分化層巖基垂直防滲采用帷幕灌漿,灌后巖基透水率控制在10 Lu以內,截水墻底部嵌入相對不透水層0.5 m。……