新疆XX市九間樓水庫除險加固工程壩前基礎(chǔ)處理

【摘要】九間樓水庫位于沖洪積平原低山丘陵區(qū)，地勢南高北低，水庫區(qū)主壩段壩基土質(zhì)為低液限粘土，夾雜淤泥質(zhì)土，土質(zhì)很軟，臨近地下水位，不符合填筑壩條件。根據(jù)地層條件，提出了壩基拋石擠淤處理方案。

【關(guān)鍵詞】除險加固；壩基；壩基處理；拋石擠淤

一、工程概況

項目區(qū)位于準噶爾盆地西南緣，西與博爾塔拉蒙古自治州為鄰，南至婆羅科努山分水嶺與伊犁相接，東以巴音溝為界與沙灣縣隔河相望，北至克拉瑪依市、塔城地區(qū)托里縣。

九間樓水庫總庫容50×104m3，興利庫容45×104m3，死庫容5×104m3，根據(jù)《水利水電工程等級劃分及洪水標準》SL252-2000，工程規(guī)模為小（2）型，工程等別為Ⅴ等，主要建筑物為5級，次要建筑物為5級。水庫樞紐主要由大壩、放水涵管及進水口組成。

二、壩體結(jié)構(gòu)設(shè)計

2.1 壩體除險加固設(shè)計方案

本工程原壩體由當?shù)厝罕娮孕刑钪木|(zhì)土壩，運行數(shù)年來，存在壩頂高程標準達不到有關(guān)規(guī)范、規(guī)定要求，以及工程本身質(zhì)量差，工程老化失修，滿庫期水庫存在壩后積水、沼澤化等問題。

除險加固設(shè)計方案：在全壩段不設(shè)防浪墻，盡可能地利用原壩體。考慮到砂礫料及水泥的運距較遠，對原壩體采用前貼后排處理方案（壩前填筑防滲土料，壩后削坡），加高壩體，上游壩頂不設(shè)防浪墻，壩頂上、下游側(cè)均設(shè)置路沿石，在保證原設(shè)計庫容不變的情況下，使壩頂高程滿足風(fēng)浪爬高要求。

2.2 壩體輪廓設(shè)計

大壩樁號0-057～0+198為主壩段，在壩頂上、下游側(cè)設(shè)置C20F200W6砼路沿石，路沿石頂高程為362.05m。上游側(cè)橫斷面尺寸為40cm×20×50cm，下游側(cè)橫斷面尺寸為40cm×15×50cm，路沿石高出壩頂15cm，壩頂設(shè)20cm厚泥結(jié)石路面，以2%的坡度傾向下游。主壩段大壩上游壩坡為1：2.5 ，采用砼護坡襯砌，大壩樁號0-460～0-042.62壩段上游砼板尺寸2.5m×2.5m×0.1m。且上游護坡上不設(shè)排水管，設(shè)縱橫縫，填縫材料為6cm厚高壓閉孔板和4cm厚的聚氨酯砂漿。其余壩段上游砼板尺寸均為3.0m×3.0 m×0.15m。設(shè)縱橫縫，高壓閉孔板填縫，并在死水位以上埋設(shè)φ100塑管做為排水孔，每塊上埋設(shè)4根，間距1.5m。排水管埋設(shè)時，出口用塑膜或麻片封堵，以防砼澆筑時堵塞。排水管中需填入0.5～2mm的石子防止泥沙淤積。主壩段壩腳設(shè)一道倒梯形阻滑墻，采用C20F200W6砼現(xiàn)澆，阻滑墻每8m設(shè)一道伸縮縫，填縫材料為2cm厚L-600型高壓閉孔板。下游壩坡為1：2.0。

三、壩基處理方案

3.1 壩基地質(zhì)概況

原勘察設(shè)計壩基土主要由第四紀沖洪積低液限粘土組成。低液限粘土：土黑色、土灰色，可塑狀態(tài)；顆粒比重2.71，土體液限38.8%～40.8%，塑限17.9%～19.5%，塑性指數(shù)20.9%～21.3%，天然密度1.87～1.96g/cm3，天然含水率26.4%～31.6%，天然干密度1.42～1.55g/cm3，孔隙比0.773～0.935；滲透系數(shù)1.6×10-7 cm/s～2.4×10-7cm/s；壓縮系數(shù)0.34～0.61MPa-1，壓縮模量3.2～5.2MPa。

根據(jù)現(xiàn)場施工實際情況，大壩樁號0+000—0+125段上游壩坡腳基礎(chǔ)開挖經(jīng)施工地質(zhì)現(xiàn)場勘查壩基土質(zhì)為低液限粘土，夾雜淤泥質(zhì)土，土質(zhì)很軟，臨近地下水位，不符合填筑壩條件。

3.2 壩基處理設(shè)計

根據(jù)施工地質(zhì)編錄，結(jié)合目前國內(nèi)對小型水庫壩基為低液限粘，夾雜淤泥質(zhì)土的地質(zhì)情況處理方法，考慮工程投資、施工方便等因素，本工程對大壩樁號0+000—0+125段壩基基礎(chǔ)采用拋石擠淤處理，處理標準如下：

（1）拋石采用河床卵石，粒徑大于20cm。

（2）拋石范圍從老壩體上游坡腳至阻滑墻向庫區(qū)內(nèi)延伸2m，大壩樁號0+000—0+125段。

（3）拋石擠淤過程中從老壩體上游壩腳把淤泥往庫區(qū)推擠。

（4）根據(jù)地質(zhì)建議拋石擠淤處理深度為4m，實際拋石擠淤處理深度根據(jù)現(xiàn)場實際施工情況確定。

（5）拋石擠淤處理工作完成后，需施工地質(zhì)人員對處理后壩基進行現(xiàn)場勘查是否符合上壩要求。

3.3 壩基處理效果及優(yōu)點

大壩樁號0+000—0+125段壩基通過拋石擠淤處理后，經(jīng)地質(zhì)單位勘察，處理后的壩基承載力原大于原設(shè)計承載力120kPa，并不破壞壩基抗?jié)B等級。此方案施工方便，投資較小。

四、經(jīng)驗和建議

根據(jù)壩基采用拋石擠淤處理過程中總結(jié)的經(jīng)驗和建議如下：

（1）在拋石施工過程中應(yīng)全程旁站，嚴格控制施工程序，保證拋石鋪撒均勻。

（2）建議拋石石料應(yīng)清洗，保證拋石與基礎(chǔ)的結(jié)合緊密。

（3）拋石方案處理完成后應(yīng)停留1-2個月進行觀測，如無沉降再進行壩體填筑。

（4）在后期水庫除險加固設(shè)計方案中不建議對壩體采用壩前填筑防滲土料壩后削坡的處理方案，因為壩前基礎(chǔ)經(jīng)過水庫多年運行，多為淤泥質(zhì)土且深度較大，基礎(chǔ)處理較為困難。

參考文獻：

[1] 《新疆塔城地區(qū)XX市九間樓水庫除險加固工程初步設(shè)計報告》，2012年3月版。

[2] 《碾壓混凝土壩設(shè)計規(guī)范SL314-2004》。