多头小直径深层搅拌桩防渗墙在水库大坝除险加固中的应用

多头小直径深层搅拌桩防渗墙在水库大坝除险加固中的应用

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1、多头小直径深层搅拌桩防渗墙在水库大坝除险加固中的应用盛寿勤(安徽省天长市水利局,安徽,天长,239300)【摘要】结合天长市川桥水库大坝存在的渗漏病险隐患,采用多头小直径搅拌桩防渗墙加固措施。探讨多头小直径截渗墙在水库除险加固工程屮所采用的设计及施工工艺,分析成墙原理,并提出了施工过程屮应注意的问题,取得的经验可提供类似工程建设参考。【关键词】地质条件;多头小直径深层搅拌桩防渗墙;检测;经济性;适用性大坝防渗技术是水利工程施工的关键技术,历來都是水利工程工作者广泛关注的重点,多头小直径深层搅拌桩防渗墙具有施工难度小、工

2、程造价低、防渗效果明显的优点,通过对施工成墙后墙体外观质量观测、墙体最小厚度检测和室内渗透性试验、水泥土的无侧限抗压强度试验、测压管渗流监测和现场检查,本文结合川桥水库除险加固的工程实际,主要介绍了多头小直径深层搅拌桩截渗墙技术在该水库大坝截渗工程屮的应用。一、工程概况川桥水库位于安徽省天长市,是一座以防洪、灌溉为主,结合水产养殖的屮型水库,控制来水面积164km2,水库总库容4983万m3。该水库于1958年4月开始动工兴建,1961年8月竣工投入运行,经1963年、1976年、1998年对水库进行除险加固,达现状规

3、模。川桥水库白投入运行以来,各建筑物均暴露出比较严重的问题,处于带病运行状态。2004年10月,经水利部大坝安全管理屮心检查核定为III类坝,须除险加固。工程等级为III等,主要永久建筑物级别为III级,设计洪水标准为50年一遇,校核洪水标准为2000年一遇,相应设计水位为20.05m(废黄河基面),校核水位21.10m,地震设防烈度6度。主坝的截渗处理采用多头小直径水泥土搅拌桩防渗墙施工方案,桩号为0+060-2+016,轴线长度1956m,工程量为29847m2o二、工程地质2.1大坝处于低矮平缓的丘陵地区,沿河谷

4、现两侧地形开阔,在河谷狭窄处两侧的低丘拦截西南至东北流向川桥河建坝成库,构成川桥水库大坝。2.2地层岩性坝基主要分布为第四纪冲积■淤积层,厚度一般约13-15m,现将坝基岩性自上而下分层描述如下:②层:重粉质壤土(Q4al),层厚1.40〜5.80m,层顶埋深2.70〜13.00m,层底标咼5.62〜12.54mo棕褐、棕褐夹灰色,可塑,湿;③层:淤泥质重粉质壤土(Q4I),层厚2.80〜9.50m,层顶埋深6.60〜15.60m,层底标高J.72〜3.98m。灰、灰褐色,流塑〜软塑,稍密,湿,有淤泥味,并含有腐烂植物

5、根茎;④层:粉质粘土(Q4al),层厚≥(0.50〜7・75)m,层顶埋深6.00〜22.50m,层底标高≤(-4.23〜8.43)mo棕褐、黄褐夹灰色,可塑〜硬塑,稍湿。三、多头小直径截渗墙的设计3.1截渗墙的渗透系数从多头小直径截渗墙的使用功能来看,截渗是第一目的,所以墙体的抗渗透性能至关重要。从渗流理论上讲,截渗墙的渗透性与其所穿过地层的渗透系数之间的比例关系和墙体厚度共同决定了截渗墙的截渗作用。因此,在设计上应综合考虑截渗墙的成墙厚度。3.2截渗墙厚度一般水利工程中使用的都是单排桩深搅多头小直径截渗

6、墙,意味着每根桩及每相邻两根桩的搭接部分都必须满足设计指标要求,所以截渗墙的厚度指标是指墙体的最小厚度。其成墙厚度可按下式计算:3.3水泥土抗压强度水泥土抗压强度设计值的选取除了考虑多头小直径截渗墙在设计水位下的受力状态外,还涉及到截渗墙的力学破坏评判标准和安全系数的选取两个问题。通常情况下,多头小直径截渗墙的抗压强度取值不宜低于0・5MPa。四、防渗墙施工以及质量控制4.1开挖检查施工过程中对防渗墙进行开挖检查,开挖尺寸为:长×宽×深=3m×lm×2m,监理、建设及施工

7、等单位进行联合检查,共计10处。经检查,墙体连续好、搭接较好、外观质量良好,墙体厚度、桩头直径等各项检测指标符合设计要求。4.2墙体检测淮河流域水工程质量检测中心对本工程的水泥土防渗墙进行取芯检测,共检测10组;土工检测1组。经检测,墙体的强度均大于0.6Mpao现场在桩号1+786和1+397两处水泥土截渗墙顶部布置两个钻孔注水试验点,经对测试数据进行整理计算,渗透系数均小于l×10-6cm/s,各项指标均满足设计要求。淮河流域水工程质量检测中心还采用探地雷达技术对长度为1956m的犬坝水泥土防渗墙工程进

8、行了全线检测,经检测,水泥土防渗墙墙体连续性、整体性等各项指标均满足设计要求。4.3墙体外观质量评价截渗墙施工中桩体材料搅拌的均匀性和各桩体间搭接厚度是影响截渗墙质量的关键所在。为此,现场采用开挖探坑对截渗墙外观质量进行描述。从两个探坑开挖情况发现,每个探坑墙体均搅拌均匀口连续,桩体间搭接较好,墙体表面平顺,未发现孔洞、蜂窝和松散

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