淺談二級壩溢流壩工程施工技術(shù)措施及效果

李振生王志杰劉巧英

淺談二級壩溢流壩工程施工技術(shù)措施及效果

李振生1王志杰1劉巧英2

南四湖二級壩溢流壩不僅承擔(dān)著溢洪道的作用，同時(shí)還是棗曹（棗莊～曹縣）公路的組成部分，兼具擋水、泄洪與道路交通功能。2011年初，南四湖水利管理局組織對損壞嚴(yán)重的二級壩溢流壩進(jìn)行修復(fù)，時(shí)至今日，溢流壩壩面依然完好如初。現(xiàn)將溢流壩改造過程中的一些技術(shù)措施總結(jié)出來，希望對有同樣要求的工程有所裨益。

一、工程簡介

南四湖二級壩溢流壩是二級壩水利樞紐的重要組成部分，也是聯(lián)系南四湖湖東、湖西地區(qū)（北起濟(jì)寧，南至徐州）唯一的交通干道。近年來隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，溢流壩的過往車流量加大，尤其是運(yùn)煤車輛增多，導(dǎo)致溢流壩路面損壞極其嚴(yán)重，路面出現(xiàn)沉陷、錯(cuò)臺(tái)、擠泥、坑槽、高低不平等現(xiàn)象，路面破碎率達(dá)70%，斷板率達(dá)100%，且逐漸惡化的趨勢明顯，嚴(yán)重破壞了溢流壩工程，存在安全隱患。2011年6月，對溢流壩（不溢流情況下作為壩頂?shù)缆罚┕こ踢M(jìn)行修復(fù)，修復(fù)方案中設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)層自上而下分別為：30cm鋼筋混凝土面層、防水土工布、19cm水泥穩(wěn)定碎石、20cm水泥穩(wěn)定碎石、61cm換填毛石，同時(shí)接高上游截滲墻。

二、施工過程中采取的主要措施

1.接高防滲層，保證其擋水功能

二級壩溢流壩是二級壩攔湖土壩的一部分，其功能的一部分是擋水，就是攔蓄南四湖上級湖的部分水資源，滿足興利的要求。溢流壩原來的防滲是通過其上游側(cè)的截滲墻完成的，本次溢流壩修復(fù)時(shí)，不可避免地?fù)p壞一部分頂部截滲墻。因此，本次修復(fù)時(shí)，首先用防水土工布將截滲墻接高至溢流壩面，其下部與原截滲墻搭接0.5m，上部自上游插入混凝土面層中，從而保證了溢流壩的擋水功能。

2.底基層置換弱風(fēng)化巖，滿足其交通功能

二級壩溢流壩是連接南四湖東、西的交通要道（即棗曹公路）的一部分，也是南四湖湖西大堤重要的防汛搶險(xiǎn)通道。南四湖周邊地區(qū)煤炭資源豐富，與之相應(yīng)的物流業(yè)發(fā)達(dá)，重載車輛較多。因此，本次溢流壩加固，基礎(chǔ)按一級公路的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)防。在前期設(shè)計(jì)時(shí)，經(jīng)現(xiàn)場檢測，路基回彈值在230～350之間，代表值為275，遠(yuǎn)大于規(guī)范130的控制指標(biāo)，且基礎(chǔ)土質(zhì)屬黃河沖積粉土，呈黑色并伴有植物雜質(zhì)，含水量在28%～36%之間；考慮到南四湖下級湖水位較高，溢流壩下的基礎(chǔ)長期處于地下水位以下，為防止路基施工時(shí)出現(xiàn)翻漿現(xiàn)象，滿足路基對承載力的要求，本次對溢流壩的底基層采用置換處理方式，將原路基中的泥土挖除0.61m，置換為弱風(fēng)化巖，壓實(shí)沉降量控制在3mm以內(nèi)，從而滿足了交通道路對地基承載力的要求。

3.中基層采用水泥穩(wěn)定碎石，滿足強(qiáng)度和工期要求

水泥穩(wěn)定碎石具有強(qiáng)度高、板體性、水穩(wěn)性及抗凍性等優(yōu)點(diǎn)，它受水分變化的影響不大，而且它的強(qiáng)度越高，穩(wěn)定性越好。由于水泥穩(wěn)定碎石的表面比較粗糙、清潔，能通過透層油或封層油與面層很好地結(jié)合成整體并形成封閉層；同時(shí)，無論是拌和、運(yùn)輸及攤鋪，都由機(jī)械完成，機(jī)械化施工程度高，施工速度快，工期與質(zhì)量都能得到保證。在二級壩溢壩修復(fù)實(shí)施過程中，考慮到二級壩溢流壩交通流量大、重載車輛多且汛前必須完工等情況，在與設(shè)計(jì)人員反復(fù)討論后，溢流壩修復(fù)方案中基層最終選用水泥穩(wěn)定碎石基層，以更好地滿足強(qiáng)度和工期要求。

4.采用常態(tài)混凝土，保證其抗沖耐磨性

作為公路路面，對抗沖耐磨性有特殊的要求；作為溢流壩壩面，有較高的抗凍融要求。為滿足上述要求，本次路面施工摒棄了目前流行的泵送混凝土，采用常態(tài)混凝土，在保證和易性的前提下，嚴(yán)格控制塌落度，施工過程中在滿足和易性的情況下，混凝土塌落度不大于5cm，從而解決了抗沖耐磨及抗凍融問題，保證了公路和水工程對混凝土的特殊要求。

5.兩端起坡點(diǎn)采用豎曲線連接方式，保證行車舒適度

原溢流壩兩端起坡點(diǎn)坡度較陡，行車過程中有明顯的顛簸感和頓挫感，不僅危害起坡點(diǎn)兩側(cè)的路面結(jié)構(gòu)層，也影響行車的舒適度。因此，溢流壩修復(fù)實(shí)施中，道路線形布設(shè)盡量直接順暢，整個(gè)壩面結(jié)構(gòu)及兩端縱坡均采用豎曲線連接，這種結(jié)構(gòu)既保證了行車的舒適性，也保證了道路的線形順暢。

三、工程效果

目前，南四湖二級壩溢流壩工程已完工并投入運(yùn)用兩年，經(jīng)過兩個(gè)汛期的運(yùn)行考驗(yàn)，壩體及路面完好，不僅發(fā)揮了其擋水等水工程功能，同時(shí)大大改善了湖區(qū)交通狀況，保證通行順暢，做到了水工程與交通道路的完美結(jié)合

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