萬團水庫基礎施工基礎方案的分析與研究

摘 要:萬團水庫因未達到小(2)型水庫的防洪標準;壩腳滲漏，存在滲漏安全隱患;放水涵管為石砌涵管，存在安全隱患;大壩屬于三類壩，被列入加固工程。施工過程中，因該處地質條件的特殊性，勘察單位未能進行地質資料的提示，使基礎施工處理方案幾經修正，本文將在些對大壩基礎防滲部分的處理作一介紹，供同類工程借鑒。

關鍵詞:水庫施工 方案 分析與研究

中圖分類號:TV223.4 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2011)03(c)-0087-01

1 工程概況

（1）萬團水庫位于上虞市長塘鎮桃花園村，工程于1958年建成，集雨面積0.72km2，主河道長度1.067km，平均比降128.2%。最大壩高15.47m，壩頂長約142m，壩頂寬度4.7～5.2m，溢洪道寬度約9.0m，總庫容10萬m3，正常庫容6.21萬m3，是一座以灌溉為主的小(2)型水庫。大壩為均質土壩，當時施工主要由人工挑抬，人工夯實，土料取自附近山地，1988年對大壩進行了黃泥灌漿。放水涵洞為石砌涵管，進口安裝一臺Φ300mm插板門。水庫下面為同天斗水庫。安全技術認定為:洪水復核結果表明，水庫未達到小(2)型水庫防洪標準:30年一遇洪水設計、300年一遇洪水校核;壩體穩定復核結果表明，水庫現有大壩，上、下游壩坡的抗滑穩定安全系數均能滿足規范要求;壩腳存在滲漏現象，存在滲漏安全隱患;放水涵管為石砌涵管，未經妥善處理，存在安全隱患。根據《浙江省小型水庫大壩安全技術認定辦法》，大壩屬于三類壩。

（2）地質勘探揭示，在埋深28.00m深度范圍內，地基土按其成因類型和物理力學性質，可將地基土劃分為2個工程地質層。①素填土:灰黃色，灰色，濕。松散，主要以碎石混黏性土為主，富含植物根莖，本層全場分布，層厚0.4～0.70m;②素填土:灰黃～灰黃色，濕，松散，主要以礫砂混黏性土為主，局部地段以粉質黏土為主，局部砂礫成份高，顆粒組成為:礫徑2～20mm含量約40%;中、粗、細砂含量約20%～30%，黏粉含量約30%，平均滲透系數為:3.51×10-4cm/s，水平2.62×10-4cm/s，本層全場分布，層厚8.50～19.80m;③強風化凝灰巖:黃灰～棕紅色，晶屑凝灰巖結構可辨，成份主要為強風化晶屑凝灰巖，手折可斷，沿裂隙風化強烈，巖石裂隙發育，所取巖芯碎散狀、顆粒狀，本層全場分布，層厚4.80～9.30m;④中等風化凝灰巖:灰黃、棕紅色，成份主要為半玻璃光澤的斜長石晶屑、斜長石晶屑。錘擊聲脆，巖心呈柱狀，鉆機干鉆困難。巖石為較硬巖，巖體較破碎，巖體基本質量等級為IV級，巖石質量指標RQD=80%，勘察未揭穿;現場勘察，壩址附近出露的基巖特性分析，壩區地質構造較為簡單，大壩兩端及附近未見能形成對庫區有較大影響的構造作用，巖石節理裂隙發育一般，為閉合裂隙。節理透水性較小。

2 設計方案與施工方案的修改

施工圖設計對大壩迎水坡及背水坡表部進行加固處理，大壩內坡防滲體腳下基礎采取高壓注漿處理。

施工過程中發生了以下事件。

(1)工程挖坑發現上游壩腳處下面有礫石層，高壓擺噴不能保證形成連續的防滲墻。故修改為黃泥套井截水基礎。

(2)在進行黃泥套井基礎施工時，又出現透水層，出水量難以用集水井排水施工。坑探結果如表1所示。

在壩長1/2處的探坑右側為庫底深潭，挖探坑困難，透水層更厚，埋藏更深。這樣的地質出水情況不能使用黃泥套井施工。

(3)設計方案進行第二次變更后改為:左壩段庫底黏性土作為天然鋪蓋與斜墻連接;右壩段大方腳下的礫石層挖除干凈砌筑混凝土漿砌塊石大方腳基礎，上部與黏土斜墻連接，施工過程中采用集水井進行降低透水層中來水對施工的影響，以保證漿砌塊石的施工質量。要求黏土斜墻及黏土鋪蓋的滲透系數小于1×10-5cm/s，壓實度大于0.96。

3 原因分析與處理方法的研究

(1)由于萬團水庫建設時間較早，缺乏設計、地質、施工與大壩觀測等基本資料，水庫初步設計前業主委托了勘察單位進行大壩基礎的地質勘察。由于地質資料中并未提示該水庫大壩基礎中的透水層情況而導致初步設計時不能正確地處理。

(2)本工程在處理礫石層時采用高壓灌漿，在一般工程中應該是符合常理的，也是可行的，本工程變更的一個重要原因是因為工程量比較小，高壓擺噴施工成本較高施工單位尋找困難，如果仍然使用原設計方法施工，工程造價將大幅增加。

(3)利用黃泥套井回填進行防滲處理，是水庫大壩加固處理的常用方法，這種施工方法施工難度小，工程質量容易保證，而且直觀可見，它的首要條件是套井造孔完整、黃泥回填應在干燥條件下才能進行施工。但是本工程中有1.2～2.0m的礫砂混黏性土層，這樣將難以保證套井的造孔完整，又因透水層中有較大量的滲透水，采用集水井在大壩上、下游都無法保證套井內黃泥在干燥環境下的施工質量，最后只能使用基礎大方腳的混凝土漿砌。這樣一來，工程經歷了二次重大的變更，變更耗時數月，使工程的工期相應地延誤，同時也增加的工程的造價。

(4)基礎是任何一個建筑物、構筑物的最重要組成部分，關系到上部結構的穩定和安全，合理地進行基礎的選型與設計是建筑物、構筑物的重點，也是減少建設投資與周期的有效途經。地質勘察資料的準確與否是關系基礎處理成改的關鍵。所以基礎勘察資料必須準確、真實與符合建筑物建設的需要，同時也應該滿足規范的規定。只有準確真實的地質基礎勘察資料和正確的設計方案才是工程安全、節資、省時的保證。任何工程都不能忘記這一點，任何一個技術人員都應該加以引起高度的重視。

注：本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內容請以PDF格式閱讀原文