大中型水利工程深基礎、高水位、短滲徑的截滲方法

李 忠，王紀偉

(肇東市水務局，黑龍江 肇東151100)

1 問題的產生

在黑龍江省大型泵站更新改造項目中，投資7000 多萬元的肇東市澇洲泵站更新建設時期，開挖進水口東側翼墻時就遇到了地面高程119.50 m，翼墻基礎底高程是108.40 m，往下是不透水的泥巖。原地面和開挖基礎底高差是11.10 m，松花江水位平常都在117.00 m左右，水位和開挖基礎底高差又是8.60 m，從108.40 m的高程處，往上5.50 m處，有一個3.0 m多寬的一個平臺，長度為24 延長米，是人為預留的準備截滲用。開挖翼墻時看地勘報告與實際開挖時發現確實有兩段細中砂層，厚度大約1.0 m多，透水量相當大。主要原因就是圍堰斷面小，此處高程是113.9 m，往上倒119.50 m是原始地面，透水性差，從119.50 m至圍堰頂123.00 m是人工填的圍堰，土質好不透水。最讓施工單位撓頭的是113.90 m往下這兩段細中砂層，離松花江主流不足30 m遠，水位差又是這么大，就等于直通松花江一樣，采用了井點降水和群井降水，都解決不了這個難題，而且還經常脫坡。

問題產生的原因有以下4 點:

1)更新泵站距離老泵站不能離太遠，更新泵站往西不足70 m，就是老船塢和魚池(受地域限制)。

2)在不足70m 的地方，還要建一個管理站房和一條通站路(受條件所限)。

3)設計時考慮新老泵站出水口翼墻銜接的問題了，因為新泵站出水口東側翼墻北側沒有回填土，直接和老泵站出水口西側翼墻對接上了，所以不宜過長(受設計限制)。

4)新泵站的圍堰因為地域限制，斷面尺寸小無法加大，所以導致深基礎、短滲徑、高水位。

2 問題的解決

為了解決上述難題，經業主單位、設計單位、監理單位、施工單位共同協商，集思廣益來解決這個問題。

1)想到了鋼板樁進行截滲，因為它截滲效果好，又能重復利用，施工又方便，地質又不復雜，只是有兩段細中砂層不足1 m厚，大家一致認為此方法可用，但是和鋼板樁多家施工單位聯系，說咱們的活太小，設備搬運一次費用太高，只有24 延長米長，就要12 萬多元，因價格高沒談成。

2)高壓噴射灌漿查閱有關資料說明，它的要求是場地必須平整，地下無障礙物，對作業區地基軟、不平整、地方小的施工場地，有可能引起整機翻倒，引起事故發生。場地本身3.0 m多寬一小條，和老泵站進口西側翼墻靠的很近，在老泵站翼墻施工時地下有沒有障礙物，誰也不知道，所以這個方案不可取。

3)帷幕灌漿，因為設備太大，它只是實用于大粒徑砂石區域或漿砌石壩所用。我們的地下只有兩段細中砂層，場地條件又不允許。所以就沒采用此方案。

4)截滲墻，它的缺點為地下隱蔽工程，施工工藝復雜，基礎要求高，特別是地基復雜時，施工中容易出現意想不到的問題，造成施工中斷，所以也不能采用此方案［1］。

5)經有關工程技術人員在網上搜和查閱有關資料說，槽鋼可以做斷面小的圍堰，但是作咱們的深基礎、高水位、短滲徑，地下還有兩段細中砂層，滲水量又大，可沒有說可以截滲。大家一致認為既然可以做小斷面的圍堰用，就不能做一次小斷面的截滲墻嗎?經甲乙方算經濟帳，用20#a 槽鋼，每延長米22.637 kg，市場價不足3 000 元/t，共需12 m長、63根，每根重量271.644 kg，共需17.11 t，才需要用5 萬多元錢，比用鋼板樁節省7 萬多元，比其它方案都節省資金，經多方研討和論證，一致同意用槽鋼做截滲。具體做法是:

a)先讓工人將8 mm厚的鋼板割兩塊，尺寸是118.6 cm×58.6 cm，在鋼板上按圖紙尺寸割出凸凹槽，上下尺寸必須一致。如圖1 所示。

圖1 鐵框架上下蓋板圖

b)將6cm×6cm 角鐵尺寸是100 cm、割4 根做立柱用，在割尺寸118.8 cm、4 根做大橫撐用，在割尺寸48 cm、4 根做小橫撐用。

c)將切割的立柱、大橫撐、小橫撐、8 mm鋼板都焊到一起，就成了一個用角鐵做的框架了。

d)將12 m長的槽鋼從中間割成45 ℃角割斷，這樣就兩根都有尖了，往下壓也好壓了，在兩根齊頭往下5 cm用等離子焊機燒個φ16 的孔，往里串鋼絲繩吊槽鋼用。

e)用320 挖溝機將框架吊上，放到打樁指定位置，將框架下邊預留的10 cm的腿壓到土里，穩定框架用，再將拉來的槽鋼用鋼絲繩卡扣固定好，用挖溝機吊起槽鋼，用兩工人按照框架里的凸凹槽放好一頭帶尖槽鋼把住，落到框架里挖溝機將鋼絲繩上頭放開用力往下壓，壓到和框架齊平，將槽鋼上的鋼絲繩解開，在吊下一根，等框架五根裝滿，將框架挪走，但是框架不挪走不能往下砸，如往下砸了槽鋼出現砸堆了，框架就挪不出來了，往下砸到泥巖0.5m 為止。但是不能5 根都砸下去，只能砸下4 根，留一根，將框架套在預留的1 根槽鋼上，以穩定框架所用，免得左右擺動。用了2 d時間將24.2 延長米槽鋼截滲墻就做完了。算了下經濟賬，挖溝機用了兩天連柴油都算上才用了5 000多元錢，四名民工480 元，電焊工兩人600 元，裝卸槽鋼和運送槽鋼鏟車費用1 400元，鋼板和角鐵都算上2000 元，槽鋼17.11 t ×3000 元=51330 元，總合計60810 元。比上述其他方案都省錢，工藝簡單、施工方便、不受條件限制，另外槽鋼還可以吊出來重復利用。

總結上述槽鋼截滲在這里看到了止水效果:①沒用槽鋼截滲前，這24 延長米打了五眼井和11 眼群井抽水都控制不住往基坑里流水和脫坡;②打完槽鋼截滲墻后，只用兩眼井抽水，水泵還經常停;③通過槽鋼截滲在2013年汛期水位達到了123.10 m，此處都沒有出現險情;④此方案既省錢、又方便、易施工、不受其他條件限制，但是槽鋼不能超過挖溝機大臂長7 m，只要挖溝機能進去，就能施工，既省錢、又實用，值得推廣使用。

［1］宋恩來. 豐滿水電站更新改造取得顯著成效［J］. 水力發電，1999(02):48 －50，57.