關(guān)于白楊河水庫(kù)工程水利大壩安全施工技術(shù)的思考

□陳超（阜康市水利局）

關(guān)于白楊河水庫(kù)工程水利大壩安全施工技術(shù)的思考

□陳超（阜康市水利局）

水利大壩安全施工技術(shù)以大壩為重點(diǎn)，需要對(duì)攔河壩、泄水建筑物、庫(kù)岸邊坡、下游消能防護(hù)工程、安全監(jiān)測(cè)、金屬結(jié)構(gòu)及與工程蓄水安全有關(guān)的設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行等方面進(jìn)行安全鑒定。安全鑒定、施工技術(shù)等工作涉及工程的水文、地質(zhì)、結(jié)構(gòu)、材料、水力學(xué)、安全監(jiān)測(cè)、金屬結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理等方面的工作。文章圍繞白楊河水庫(kù)工程水利大壩安全施工技術(shù)的實(shí)施展開(kāi)思考，意圖為大壩安全施工提供參考資料。

水利大壩；安全施工；技術(shù)思考

1 工程概況

白楊河水庫(kù)工程位于新疆阜康市滋泥泉子鎮(zhèn)境內(nèi)，是白楊河干流上的一座山區(qū)水庫(kù)，工程距阜康市50 km，距烏魯木齊市117 km。其主要任務(wù)是在滿足灌溉的前提下，向工業(yè)園區(qū)供水，同時(shí)兼顧防洪，是一項(xiàng)具有綜合利用任務(wù)的水利工程。

工程區(qū)基本地震烈度為Ⅷ度。白楊河水庫(kù)處在雅瑪里克斷裂（F7）和阜康南斷裂（F4）兩活動(dòng)斷裂之間，距離兩斷裂分別為6 km、2.50 km，區(qū)域構(gòu)造穩(wěn)定性差。根據(jù)《新疆阜康白楊河水庫(kù)工程場(chǎng)地地震安全性評(píng)價(jià)報(bào)告》，水庫(kù)場(chǎng)地50 a超越概率10%的地震動(dòng)峰值加速度為0.19 g，相應(yīng)的地震基本烈度為Ⅷ度。場(chǎng)地50 a超越概率10%的基巖地震動(dòng)峰值加速度為0.14 g，卵礫石頂部地震動(dòng)峰值加速度為0.16 g。

2 主要設(shè)計(jì)修改和設(shè)計(jì)變更

2.1 設(shè)計(jì)修改分析

經(jīng)新疆水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院技術(shù)委員會(huì)研究決定，為保證黏土心墻壩下游側(cè)反濾料質(zhì)量，減少施工工序，將C3料場(chǎng)D≤20 mm的篩分砂礫料不摻水洗砂用于上游反濾，下游反濾料采用水洗砂，其他要求不變。考慮到水洗砂單價(jià)較高，在保證機(jī)械化施工方便的基礎(chǔ)上，將下游反濾料寬度減小至2.50 m。

2.2 壩基開(kāi)挖設(shè)計(jì)更改

左壩段壩0+000～壩0+088.38施工后開(kāi)挖至設(shè)計(jì)高程后，需要加大開(kāi)挖深度。左壩段壩0+282～壩0+389.07段基巖出露高程比勘探高程有所提高，將大壩樁號(hào)壩0+282～壩0+389.068段建基面調(diào)整為水平。主河床壩段壩0+500.34～壩0+628現(xiàn)場(chǎng)大壩基礎(chǔ)開(kāi)挖后，該段基巖出露高程比勘探高程有所提高，建基面可抬高。

2.3 混凝土防滲墻設(shè)計(jì)變更

左壩段壩0+000～壩0+097設(shè)計(jì)心墻底高程修改后，設(shè)計(jì)將壩0+022～壩0+088.38段防滲墻頂面調(diào)整為水平。施工前期防滲墻施工至左側(cè)邊界壩0+022時(shí)，該處基巖存在倒懸現(xiàn)象。對(duì)該段基巖下部砂礫石段采用控制性灌漿處理。主河床壩段（壩0+441～壩0+621.50 m）、左岸臺(tái)地壩段（壩0+238.82～壩0+37 m）、右岸岸坡壩段固結(jié)灌漿（壩0+624～壩0+72.50 m）固結(jié)灌漿Ⅳ區(qū)原設(shè)計(jì)孔排距為3 m×3 m，經(jīng)生產(chǎn)性固結(jié)灌漿試驗(yàn)，檢查孔縱波波速及透水率達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，孔排距3 m×1.50 m、2 m×2 m可滿足設(shè)計(jì)要求。主河床壩段壩0+500.34～壩0+63段設(shè)計(jì)心墻底高程抬高后，設(shè)計(jì)對(duì)帷幕灌漿底高程進(jìn)行了調(diào)整。

原設(shè)計(jì)右壩肩繞壩滲漏帷幕灌漿溢洪道右側(cè)通過(guò)灌漿平洞進(jìn)行。現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施取消了右壩肩灌漿平洞，帷幕灌漿在開(kāi)挖邊坡上進(jìn)行。施工過(guò)程中，溢洪道開(kāi)挖邊坡發(fā)生垮塌事故，多處裂隙存在滲水現(xiàn)象。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況及進(jìn)一步的地質(zhì)工作，設(shè)計(jì)提出了處理措施：調(diào)整設(shè)計(jì)邊坡、增加了隨機(jī)錨桿、設(shè)置了排水孔。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)挖所揭露的地質(zhì)條件，主河床壩段開(kāi)挖后建基面高程抬高，監(jiān)測(cè)儀器位置需要調(diào)整，取消了下游河床水位井，增設(shè)兩個(gè)測(cè)壓管。

3 樞紐布置

樞紐由黏土心墻壩、溢洪道、導(dǎo)流泄洪兼放水洞等組成。根據(jù)壩址地形地質(zhì)條件，在整個(gè)河谷布置黏土心墻壩；溢洪道利用河道地形布置在右岸壩肩上，為開(kāi)敞式正槽，其軸線與壩軸線夾角70°；導(dǎo)流泄洪兼放水洞布置在左岸從壩下穿過(guò)，為明挖澆筑的壩下埋涵，洞內(nèi)水面以上布置有工業(yè)供水有壓放水管。

4 安全監(jiān)測(cè)

4.1 變形監(jiān)測(cè)

4.1.1 水平位移及沉降變形監(jiān)測(cè)

在壩頂及下游壩坡面設(shè)置水平位移及沉降變形監(jiān)測(cè)。共布置4條監(jiān)測(cè)縱斷面：在壩頂平行壩軸線的下游邊線布置一條；下游壩坡馬道布置3條監(jiān)測(cè)縱斷面，高程為994.00、974.00和955 m。水平變形位移采用邊角網(wǎng)法，沉降變形采用水準(zhǔn)法，共計(jì)26個(gè)綜合位移標(biāo)點(diǎn)。

4.1.2 沉降管和測(cè)斜管在變形監(jiān)測(cè)當(dāng)中的應(yīng)用

采用沉降管和測(cè)斜管，樁號(hào)壩0+250斷面、壩0+400斷面、壩0+540斷面、壩0+610斷面心墻軸線處各埋設(shè)一根沉降管和測(cè)斜管，共計(jì)沉降管4根，測(cè)斜管4根。測(cè)斜管施工期采用活動(dòng)式測(cè)斜儀觀測(cè)；施工后期采用固定式測(cè)斜儀并接入自動(dòng)化系統(tǒng)。

4.1.3 監(jiān)測(cè)心墻土壓力分析

在大壩右壩肩岸坡及導(dǎo)流洞右岸岸坡埋設(shè)土位移計(jì)，以監(jiān)測(cè)心墻與基巖之間的相對(duì)變形，共6個(gè)測(cè)點(diǎn)。

在主監(jiān)測(cè)斷面樁號(hào)壩0+120斷面、壩0+250斷面、壩0+540斷面、壩0+610、壩0+680斷面不同高程埋設(shè)兩向和三向土壓力計(jì)，共計(jì)兩向土壓力計(jì)13組、26支，三向土壓力計(jì)7組、21支，監(jiān)測(cè)心墻土壓力。

4.1.4 大壩滲流、滲壓監(jiān)測(cè)情況分析

在各主監(jiān)測(cè)斷面埋設(shè)測(cè)壓管，各主監(jiān)測(cè)斷面心墻內(nèi)、心墻與基礎(chǔ)混凝土底板接觸面上、下游壩殼料底部埋設(shè)滲壓計(jì)，以監(jiān)測(cè)大壩滲流、滲壓，評(píng)估防滲效果，共計(jì)測(cè)壓管14根，滲壓計(jì)31支。

4.2 壩基滲流監(jiān)測(cè)

在壩0+130主監(jiān)測(cè)斷面混凝土防滲墻上下游側(cè)各埋設(shè)4支滲壓計(jì)，壩0+540、壩0+610基礎(chǔ)帷幕上下游側(cè)各埋設(shè)3支滲壓計(jì)，以監(jiān)測(cè)壩基的滲流，共計(jì)14支。

4.3 繞壩滲流監(jiān)測(cè)

在兩壩肩防滲帷幕范圍內(nèi)各布置3根測(cè)壓管，共計(jì)6根測(cè)壓管，位于帷幕灌漿上下游側(cè)，監(jiān)測(cè)壩肩繞壩滲流情況及帷幕效果。

在大壩主監(jiān)測(cè)斷面壩0+250.00、壩0+540.00壩頂各設(shè)置一臺(tái)強(qiáng)震儀，在大壩下游設(shè)置一臺(tái)強(qiáng)震儀，共計(jì)3臺(tái)，進(jìn)行地震監(jiān)測(cè)。

5 安全施工技術(shù)要點(diǎn)

5.1 溢洪道

5.1.1 控制閘井段

在閘井頂部設(shè)置綜合位移標(biāo)點(diǎn)監(jiān)測(cè)水平位移與沉降。在閘井段基礎(chǔ)埋設(shè)滲壓計(jì)，以監(jiān)測(cè)基礎(chǔ)的滲流壓力。

5.1.2 泄槽段

選擇樁號(hào)：溢0+023、溢0+79.50、溢0+142.50、0+195作為主監(jiān)測(cè)斷面，在每個(gè)斷面設(shè)置水尺和通用底座，進(jìn)行水力學(xué)觀測(cè)。

溢0+023、溢0+142.50斷面邊墻及底板埋設(shè)鋼筋計(jì)，以監(jiān)測(cè)鋼筋混凝土應(yīng)力。

5.1.3 消能段

選擇樁號(hào)：溢0+221.25、溢0+251.25作為主監(jiān)測(cè)斷面，在每個(gè)斷面設(shè)置水尺，觀測(cè)水位和流量關(guān)系。在溢0+221.25斷面邊墻及底板埋設(shè)鋼筋計(jì)，在結(jié)構(gòu)縫埋設(shè)測(cè)縫計(jì)，以監(jiān)測(cè)鋼筋混凝土應(yīng)力和結(jié)構(gòu)間的開(kāi)合度。

5.2 導(dǎo)流兼泄洪洞

在閘井頂部設(shè)置綜合位移標(biāo)點(diǎn)監(jiān)測(cè)水平位移與沉降。在閘井段基礎(chǔ)埋設(shè)基巖變形計(jì)，以監(jiān)測(cè)進(jìn)口基礎(chǔ)的沉降量。閘井段邊墻、底板及弧門(mén)支座布設(shè)鋼筋計(jì)、無(wú)應(yīng)力計(jì)，監(jiān)測(cè)鋼筋混凝土應(yīng)力。在閘井上游胸墻混凝土內(nèi)埋設(shè)溫度計(jì)，以觀測(cè)導(dǎo)流洞進(jìn)水口水溫。在閘井段基礎(chǔ)埋設(shè)滲壓計(jì)，以監(jiān)測(cè)進(jìn)口基礎(chǔ)的滲流壓力。在進(jìn)水口前胸墻軸線設(shè)置庫(kù)水位監(jiān)測(cè)水尺。

5.3 洞身段

主監(jiān)測(cè)斷面邊墻及底板內(nèi)埋設(shè)鋼筋計(jì)以監(jiān)測(cè)邊墻鋼筋應(yīng)力。

洞頂大壩粘土心墻底部前、中、后位置樁號(hào)導(dǎo)0+057、導(dǎo)0+070、導(dǎo)0+08埋設(shè)滲壓計(jì)，在洞底部大壩帷幕灌漿上下游位置樁號(hào)：導(dǎo)0+06、導(dǎo)0+07埋設(shè)滲壓計(jì)，在下游壩殼料內(nèi)沿洞軸線在洞頂樁號(hào)導(dǎo)0+100、導(dǎo)0+13埋設(shè)滲壓計(jì)，以監(jiān)測(cè)大壩與導(dǎo)流兼泄洪洞結(jié)合部位的滲流壓力。

5.4 明槽段

選擇樁號(hào)：導(dǎo)0+19、導(dǎo)0+22、導(dǎo)0+261.42作為主監(jiān)測(cè)斷面。在各主監(jiān)測(cè)斷面邊墻及底板內(nèi)埋設(shè)鋼筋計(jì)以監(jiān)測(cè)鋼筋應(yīng)力。

6 結(jié)語(yǔ)

施工技術(shù)是水利大壩施工建設(shè)的重點(diǎn)，其建設(shè)質(zhì)量直接影響到人們的生命安全，因此提高安全施工水平，加強(qiáng)安全管理手段，才能避免發(fā)生安全事故。所以做好水利大壩的安全施工工作，是為我國(guó)水利大壩的發(fā)展與建設(shè)提供重要的推動(dòng)性力量。

［1］張守新.關(guān)于水利大壩安全施工技術(shù)的幾點(diǎn)思考［J］.中國(guó)科技投資，2016（12）:37

［2］姜永勇.水利工程防滲墻施工技術(shù)應(yīng)用［J］.民營(yíng)科技，2013（10）:209.

TV51

A

1673-8853（2017）11-0041-02

陳超（1984.11-）男，工程師，主要從事水利工程建設(shè)管理工作。

2017-9-4

編輯：劉青