荊山湖退洪閘閘基及深層砂基抗滲穩定性分析

邢朝陽

（安徽省·水利部淮委水利科學研究院 蚌埠 233000）

荊山湖退洪閘閘基及深層砂基抗滲穩定性分析

邢朝陽

（安徽省·水利部淮委水利科學研究院 蚌埠 233000）

通過對荊山湖退洪閘閘基及深層砂基抗滲穩定性分析，給出了閘基及深層砂基抗滲穩定性的理論依據，結合工程處理措施，使工程的安全度和功效得到了較高的經濟和社會效益。

閘基 深層砂基 穩定性

荊山湖退洪閘為淮河干流蓄（行）洪區，退洪閘主要確保荊山湖行洪區及時、有效的暢通行洪，同時具有反向進洪和汛后退水功能，與進洪閘聯合運行，可改變荊山湖行洪區口門行洪難度較大、效果差的局面，增強防汛調度的靈活性，具有顯著的經濟和社會效益。

1 閘基滲流穩定性分析

荊山湖退洪閘均坐落于重粉壤土上，局部坐落于輕粉質壤土上，可簡化為透水性均勻的地基考慮，閘基滲透壓采用改進阻力系數法計算如下：

1.1地基有效深度計算

式中：TE—地基有效深度，m；

L0—地下輪廓的水平投影長度，m；S0—地下輪廓水平投影長度，m。

1.2分段阻力系數計算

1.2.1進、出口段阻力計算

式中：ξ0—進、出口段阻力系數；

S—板樁或齒墻的入土深度，m；T—地基透水層深度，m。

1.2.2內部垂直段阻力系數計算

式中：ξy—內部垂直段的阻力系數。

1.2.3水平段的阻力系數計算

式中：ξx—水平段阻力系數；

S1、S2—進、出口段板樁或齒墻的入土深度，m。

1.2.4閘基水平段和出口段出逸坡降計算

式中：Jk—閘基水平段允許出逸坡降；

h—閘室底板段水頭損失值，m；

L—閘室底板長度，m；

Jc—出口段出逸坡降；

hc—出口段水頭損失值，m；

T—地基有效深度，m。

荊山湖退洪閘設計防洪水位：淮河側23.85m，湖內側17.0m，水頭差H=6.85m。按照上述公式計算，求得閘基水平段和出口段出逸坡降結果見表1。

從表1計算結果可以看出，水閘的水平段和出口段滲透坡降均小于對應的允許值，滿足要求，但由于閘基滲流較為復雜，影響因素較多，上述基于水平滲流問題的計算結果與實際情況可能有差異，因此，閘基應埋設地下水位測壓管，并根據測壓管資料加以分析論證，以確保閘基的防滲安全。

2 深層砂基抗滲穩定性分析

退洪閘閘底板下也為相對不透水粉質壤土，下臥細砂層，層頂高程約4.0m左右，層底高程在-4.5～7.0m之間，砂層內的承壓水與淮河連通，砂層與上部粘性土的滲透系數相差100倍以上，形成雙層地基。非行洪年份防洪期，下臥砂層具承壓性。消力池水平段建基面高程在12.3～12.5m之間，60m長的海漫段頂高程在14.4～12.4m之間，防沖槽頂高程12.4m，最小覆蓋層厚度為7.9m。需驗算防洪期深砂層滲流穩定。根據上游設計洪水位23.85m、下游17.0m的水位組合進行閘基滲流計算，防沖槽段位勢為38%，滲壓水頭2.603m，出逸坡陡降為J=2.603/7.9=0.33，小于允許出逸坡降0.45。可見，整個閘室下游部分的構筑物在防洪運行期間抗滲穩定性均有保證。由于下臥砂層含水具有承壓性，非汛期其位勢受上層潛水越流補給，承壓水位與潛水位相當，施工期防沖槽底挖至9.4m，基坑抗滲穩定性難于保證，必須采取相應的工程措施降低砂層承壓水水位，以保證基坑穩定和施工順利進行。

表1 閘基水平段和出口段出逸坡降結果表

3 閘基及深層砂基基礎處理

鑒于以上因素，為確保閘基及深層砂基無滲透現象，故在退洪閘淮河側采用多頭小直徑水泥深層攪拌墻再次進行處理，以便加強閘基及深層砂基的抗滲穩定。

多頭小直徑水泥深層攪拌墻的施工工藝流程為：測量放樣，定出樁位，攪拌機安裝就位、調平，多個并列的鉆桿推動鉆頭，鉆至設計深度，然后再提升攪拌機至孔口，在鉆進和提升過程中，水泥漿泵攪拌制造水泥漿，水泥漿通過高壓輸漿管和鉆桿輸送至鉆頭，隨鉆頭頂進轉動噴入土體，水泥漿和原狀土充分拌合，完成一組樁的施工，樁基縱移就位，然后多次重復上述操作過程，使樁與樁相切割連接形成一道防滲墻。通過對防滲墻施工連續性、深度和滲透試驗檢測結果可知，防滲墻的效果較好，起到了加強閘基和深層砂基抗滲穩定性的作用■