閘壩工程復(fù)雜基礎(chǔ)技術(shù)管理分析
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［摘要］文章結(jié)合工程實(shí)例及對(duì)基礎(chǔ)處理方案進(jìn)行技術(shù)管理，介紹了在某閘壩工程基礎(chǔ)處理施工過(guò)程中遇到的各種復(fù)雜地質(zhì)情況，針對(duì)復(fù)雜基礎(chǔ)，采取各種基礎(chǔ)處理方案并有效實(shí)施，使基礎(chǔ)處理滿足設(shè)計(jì)要求。實(shí)踐證明，其各項(xiàng)基礎(chǔ)處理技術(shù)方案是成功有效的，可以對(duì)其它類(lèi)似工程基礎(chǔ)處理技術(shù)管理，有一定借鑒作用。
［關(guān)鍵詞］基礎(chǔ)處理方案;基礎(chǔ)處理技術(shù)管理
1工程概述
某閘壩工程位于某城區(qū)上游約3km處，上游為某峽水利樞紐工程，壩址以上集雨面積5060km2。是一宗以灌溉為主、兼顧發(fā)電和航運(yùn)等綜合利用的水利工程，工程等別為Ⅱ等，工程規(guī)模為大(2)型，工程主要由12孔攔河閘壩、左右岸泵站、左岸電站(總裝機(jī)容量為12MW)、右岸電站進(jìn)水閘、電站引水渠道、變電站、兩岸防護(hù)堤等建筑物組成。
2工程基礎(chǔ)處理存在的主要問(wèn)題
(1)圍堰段基礎(chǔ)。工程于2015年9月開(kāi)工，施工單位進(jìn)場(chǎng)后開(kāi)始填筑一期1段土石圍堰，圍堰后效果既要保證堰后正常施工，又要保證能保持一定水位供右岸電站發(fā)電，對(duì)圍堰基礎(chǔ)處理防滲的要求較高。圍堰基礎(chǔ)采用高壓噴射灌漿防滲。由于工程地質(zhì)情況復(fù)雜，灌漿防滲效果未達(dá)到設(shè)計(jì)預(yù)期，堰后滲水量較大，造成基坑內(nèi)難以施工，為查找原因，施工單位申請(qǐng)進(jìn)行了圍堰基礎(chǔ)地質(zhì)復(fù)堪及高噴圍井試驗(yàn)。地質(zhì)復(fù)堪結(jié)論如下:上游橫向圍堰與縱向圍堰YZ0+060～YZ0+113段與初步設(shè)計(jì)階段地質(zhì)資料基本吻合，但②－1層砂礫卵石粒徑較初設(shè)勘察略大，該層層底高程較初設(shè)降低。縱向圍堰YZ0+000～YZ0+060段屬?zèng)_洪積深槽段，在②－1砂卵石層下分布有塊石、漂石夾層，塊石粒徑一般10～15cm，部分≥20cm，層厚8.0～20.3m，厚度變化較大，屬?gòu)?qiáng)透水層。(2)電站廠房基礎(chǔ)。堰后基礎(chǔ)開(kāi)挖工程于2016年2月25日開(kāi)工，工程分層進(jìn)行機(jī)械土石方開(kāi)挖，結(jié)合靜爆與140mm大型炮頭鑿除2種方式進(jìn)行，廠房基礎(chǔ)開(kāi)挖后，基礎(chǔ)面有軟弱夾層、粉質(zhì)粘土夾帶部分淤泥、基巖出露淺、基巖面較深，巖面起伏大、基礎(chǔ)面軟硬相間，易產(chǎn)生不均勻沉降，有溶洞或溶槽，下伏基巖溶洞發(fā)育，充填物易失穩(wěn)，易產(chǎn)生較大沉降。(3)進(jìn)水閘、引水渠道段基礎(chǔ)。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)挖所揭露出的地質(zhì)情況，左岸上游擋墻1(靠近上游段)，進(jìn)水渠擋墻2、3、4的建基面為粉質(zhì)粘土夾帶部分淤泥，有溶槽，局部強(qiáng)風(fēng)化破碎巖體等。(4)攔河閘壩基礎(chǔ)。攔河閘壩在原址重建，拆除原閘壩后，對(duì)閘壩基礎(chǔ)工程分層進(jìn)行機(jī)械土石方開(kāi)挖，結(jié)合靜爆與140mm大型炮頭鑿除兩種方式進(jìn)行，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)挖所揭露出的地質(zhì)情況，主要為基巖，巖面起伏大、落差大、局部基礎(chǔ)面軟硬相間，易產(chǎn)生不均勻沉降，有溶槽、軟弱夾層、松動(dòng)巖塊等。(5)左右岸泵站、變電站、兩岸防護(hù)堤等基礎(chǔ)。左右岸泵站設(shè)在兩岸坡頂，變電站設(shè)在尾水渠左側(cè)回填區(qū)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)挖所揭露出的地質(zhì)情況，主要為砂卵石基礎(chǔ)。
3擬定工程基礎(chǔ)處理方案
3．1圍堰段基礎(chǔ)
圍堰基礎(chǔ)處理防滲是保證下一步施工的重點(diǎn)，該工程圍堰基礎(chǔ)處理是相當(dāng)難度高，工程處在大江大河中，地質(zhì)條件復(fù)雜，又要保證一定水位發(fā)電，圍堰內(nèi)外側(cè)水頭差較大，不利高噴施工，對(duì)防滲是一大考驗(yàn)。所以，要對(duì)圍堰段基礎(chǔ)工程處理方案進(jìn)行綜合考慮。在施工單位進(jìn)行了圍堰基礎(chǔ)地質(zhì)復(fù)勘及高噴圍井試驗(yàn)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，對(duì)原設(shè)計(jì)圍堰防滲方案進(jìn)行調(diào)整。(1)對(duì)地質(zhì)情況變化較大處，應(yīng)加密復(fù)勘孔布設(shè)。(2)壩址上游段圍堰高噴防滲墻底插入相對(duì)不透水層深度≥1.5m(土層)或≥0.5m(巖層)，高噴防滲墻頂插入黏土心墻深度≥1m。(3)針對(duì)地層中含有一定數(shù)量的卵礫石的具體情況，應(yīng)加大高噴擺角、降低提升速度等灌漿參數(shù)以確保高噴防滲墻的施工質(zhì)量，具體高噴灌漿參數(shù)應(yīng)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定。一期1段上游橫向土石圍堰高噴孔距由1.5m變更為1.25m，閘壩下游縱向圍堰YZ0+113～YZ0+228段高噴孔距由1.5m變更為1m，下游橫向圍堰高噴孔距維持原設(shè)計(jì)參數(shù)不變。圍堰龍口位置選定在縱向圍堰與舊閘相接處，合龍過(guò)程中，龍口部位將沖刷嚴(yán)重，大塊石填筑較多，且龍口位置緊鄰圍堰深槽段，高噴灌漿不適合于此類(lèi)基礎(chǔ)，因此，將縱向圍YZ0+000～YZ0+113段防滲形式由原高噴灌漿變更為2排帷幕灌漿。帷幕灌漿排距2m，孔距:龍口段(YZ0+060～YZ0+113)下游排孔距為2m，其余部分孔距均為2.5m。帷幕灌漿標(biāo)準(zhǔn)為透水率＜5Lu。施工單位按圍堰防滲調(diào)整方案進(jìn)行防滲灌漿施工后，發(fā)現(xiàn)圍堰的滲漏量較大(＞1m3/s)，無(wú)法進(jìn)行下一步的基坑開(kāi)挖施工。因此，要對(duì)圍堰防滲方案再進(jìn)一步調(diào)整。(1)在圍堰的上游側(cè)加寬鋪設(shè)彩條布及上壓開(kāi)挖土料，減少基礎(chǔ)滲流量。(2)縱向圍堰上游段YZ0+33.75～YZ0+000，按孔距1.25m增加一排高噴灌漿。(3)一期上游圍堰YS0+131～YS0+121，按孔距1.25m增加一排高噴灌漿。(4)一期上游圍堰樁號(hào)YZ0+113～YZ0+33，按孔距1.25m增加一排帷幕灌漿。(5)縱向圍堰上、下游連接段(舊閘壩基礎(chǔ)處)增加2排帷幕灌漿。此外，施工單位在堰后分段分層開(kāi)明溝，上鋪設(shè)彩條布，用于攔截仍有少量滲漏的流量，集中引到集水井中抽出堰外，為基坑內(nèi)施工創(chuàng)造干式施工條件。
3．2電站廠房基礎(chǔ)
對(duì)基礎(chǔ)面有軟弱夾層、粉質(zhì)粘土夾帶部分淤泥等情況的基礎(chǔ)處理:對(duì)局部地段基礎(chǔ)條件不能滿足設(shè)計(jì)要求的，采用人工或機(jī)械清除干凈后，采取基礎(chǔ)C15混凝土換填方式進(jìn)行基礎(chǔ)處理;對(duì)基巖出露淺、基巖面較深，巖面起伏大、基礎(chǔ)面軟硬相間，易產(chǎn)生不均勻沉降等情況的基礎(chǔ)處理:廠房非基巖部分基礎(chǔ)處理采用PHC—500AB(125)—C80預(yù)制管樁處理，管樁間距2000mm，基巖埋深較淺部位(2.0m以內(nèi))則用C15混凝土回填處理。利用2d時(shí)間試樁，經(jīng)靜載試驗(yàn)合格后取得施工參數(shù)后，開(kāi)始PHC樁大規(guī)模靜壓施工，約1個(gè)月完成靜壓樁施工。然后進(jìn)行完成挖除壓樁平臺(tái)回填料，鋸樁、樁頭插筋、樁芯混凝土回填等。對(duì)有溶洞或溶槽，下伏基巖溶洞發(fā)育，充填物易失穩(wěn)，易產(chǎn)生較大沉降的基礎(chǔ)處理:溶巖地區(qū)地基處理不宜采用灌注樁，防止溶槽頂部薄壁被擊穿。不宜采用旋噴樁及攪拌樁，因?yàn)槿懿厶畛湮锒嘤泻咽惩?，宜采用PHC樁，并使用錘擊方式，因?yàn)閴簶稒C(jī)多受場(chǎng)地限制，增設(shè)邊樁機(jī)成本較大。PHC預(yù)制管樁施工出現(xiàn)斜樁情況處理:在旁邊補(bǔ)樁。樁基處理因基巖出露不一，會(huì)碰到超長(zhǎng)樁、短樁、空樁等狀況。超長(zhǎng)樁應(yīng)控制在長(zhǎng)細(xì)比60以內(nèi)。短樁及空樁問(wèn)題應(yīng)在樁機(jī)撤場(chǎng)后開(kāi)挖至基巖，并回填低標(biāo)號(hào)混凝土，確?；A(chǔ)安全。樁基處理短樁、空樁范圍不可預(yù)見(jiàn)，工程廠房該情況占廠房基坑1/3左右，若果不采用樁基，而采用復(fù)合地基，該狀況可以緩解。廠房基礎(chǔ)處理防滲墻施工:防滲墻采用C25混凝土防滲墻，防滲墻布置于發(fā)電廠房上游樁號(hào)廠橫0～033.35位置，墻頂高程84.494m，墻底高程73.394m，墻高11.10m，全長(zhǎng)57.294m。防滲墻采取320長(zhǎng)臂挖機(jī)進(jìn)行成槽開(kāi)挖，分兩序進(jìn)行施工，按照6.0～8.0m左右為一槽段，共劃分為6個(gè)槽段進(jìn)行施工。采取分序分段施工技術(shù)管理，能有效保證防滲墻墻體均勻完整，無(wú)泥漿、夾泥、斷墻、孔洞等。廠房基礎(chǔ)處理完成后，能滿足廠房建筑物設(shè)計(jì)承載力要求，能滿足廠房建筑物設(shè)計(jì)抗滑穩(wěn)定和變形控制要求，能滿足廠房建筑物設(shè)計(jì)防滲和滲透穩(wěn)定性要求，能防止在水的長(zhǎng)期作用下，地基巖土性質(zhì)發(fā)生惡變情況。
3．3進(jìn)水閘引水渠道段基礎(chǔ)
對(duì)基面為粉質(zhì)粘土夾帶部分淤泥，有溶槽，局部強(qiáng)風(fēng)化破碎巖體等的基礎(chǔ)處理:溶槽內(nèi)的淤泥、局部強(qiáng)風(fēng)化破碎巖體采取人工清理、挖機(jī)配合等方式挖除，并將基巖沖洗干凈，采取基礎(chǔ)C15混凝土換填或砂卵石換填方式進(jìn)行基礎(chǔ)處理，采用砂卵石(卵石∶砂=7∶3)進(jìn)行換填的，換填深度為1.5m，分層碾壓密實(shí)，要求其相對(duì)密度不小于0.70(砂卵石換填示意圖)。為滿足設(shè)計(jì)承載力要求，對(duì)廠房進(jìn)水渠導(dǎo)水墻的結(jié)構(gòu)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，廠房進(jìn)水渠導(dǎo)水墻兩側(cè)底板長(zhǎng)度由1.5m改為2.5m，護(hù)底C1、C2結(jié)構(gòu)尺寸及鋼筋做相應(yīng)調(diào)整。且進(jìn)水渠前端增設(shè)C25混凝土鋪蓋，覆蓋溶槽;增設(shè)進(jìn)水渠底板止水銅片。
3．4攔河閘壩基礎(chǔ)
對(duì)巖面起伏大、落差大、局部基礎(chǔ)面軟硬相間，易產(chǎn)生不均勻沉降，有溶槽、軟弱夾層、松動(dòng)巖塊等的基礎(chǔ)處理:巖面起伏、落差大，采用修改攔河閘底板及閘墩底高程，并于建基面增設(shè)抗滑移錨筋，間距2000mm×2000mm，錨桿主要采用手風(fēng)鉆鉆孔，錨桿安放就位后用高強(qiáng)度砂漿灌漿固定，錨桿安設(shè)完成后，用C15混凝土回填至建基面。開(kāi)挖后若閘壩底板有溶槽出現(xiàn)，應(yīng)將溶槽浮渣清理干凈，并回填C15混凝土。局部強(qiáng)風(fēng)化破碎巖體要挖除掉，并將巖面沖洗干凈。開(kāi)挖過(guò)程中超挖部分應(yīng)回填C15混凝土，不允許欠挖。
3．5左右岸泵站變電站兩岸防護(hù)堤基礎(chǔ)
這部分建筑物基礎(chǔ)對(duì)承載力要求不高，現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)挖主要為砂卵石基礎(chǔ)，基礎(chǔ)按設(shè)計(jì)常規(guī)處理。
4結(jié)語(yǔ)
綜上所述，該工程復(fù)雜基礎(chǔ)處理技術(shù)管理方案是符合實(shí)際的。基礎(chǔ)工程處理完成后，保證了基礎(chǔ)面以上建筑物建設(shè)進(jìn)度正常進(jìn)行，為整個(gè)電站質(zhì)量良好，安全運(yùn)行，提供了保障，對(duì)類(lèi)似的閘壩基礎(chǔ)處理設(shè)計(jì)、施工技術(shù)方面，提供了一定的參考借鑒作用。在實(shí)際工程中，應(yīng)具體結(jié)合工程實(shí)際情況，綜合考慮各種處理方案是否可靠和適用，在投資方面能否承受，施工條件是否具備條件等方面的情況，科學(xué)選擇基礎(chǔ)處理技術(shù)管理方案，從而保證工程順利實(shí)施，保障閘壩工程安全運(yùn)行。
參考文獻(xiàn)
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作者：何輝 單位：樂(lè)昌市防洪排澇工程管理處