黄壁庄水库副坝高喷墙段安全运用分析

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1、黄壁庄水库副坝高喷墙段安全运用分析　　摘要：黄壁庄水库在除险加固施工中，在副坝A0+117.85m—A0+840m坝段采用高压旋喷墙加固措施。本文分析了该段加固前后地下水位、渗流的变化情况，认为加固措施有效，防渗效果较好。　　关键词：水库、副坝、水位、渗流　　中图分类号：TV697文献标识码：A文章编号：　　1工程概况　　黄壁庄水库是海河流域子牙河系两大支流之一滹沱河中下游重要的、控制性的大（Ⅰ）型水利枢纽工程，总库容12.1亿立方米，于1958年动工兴建，1959年拦洪，1960年蓄水。经历了1963年特大洪水后，于1965年进行扩建。枢纽建筑物包括主坝、副坝、重力坝、正常溢洪道、非常

2、溢洪道、新增非常溢洪道、灵正渠涵管及电站等。　　黄壁庄水库竣工后，在运行中屡屡发生问题，是全国首批43座病险水库之一，1999年3月进行除险加固。副坝垂直防渗墙工程是此次除险加固工程中的重点建设项目。防渗墙采用了高压旋喷墙、混凝土垂直防渗墙、高压摆喷墙三种形式。桩号A0+117.85m—A0+840m坝段采用高压旋喷墙，桩号A0+840m—A5+700m坝段采用混凝土垂直防渗墙，桩号A6+550m—6+750m采用高压摆喷墙，桩号A5+700m—6+550m没有设置防渗墙。　　2副坝高压旋喷墙段工程地质概况6　　副坝为水中填土均质坝，坝顶长6907.3m，最大坝高19.2m。副坝位于滹沱

3、河右岸古河道冲积层上，左坝肩为马鞍山，右坝肩为马山洪积扇，中部为滹沱河二级阶地。副坝地层一般为四层结构，由上至下为壤土、砂层、卵砾石层、基岩。高压旋喷墙段简称高喷段，位于副坝桩号A0+117.85——A0+840段（桩号A0+128.05m—0+264.47m段为电站重力坝）。该段坝基中砂层厚0—14m，渗透系数10—12m/d，属强透水层，基岩为强风化硅质灰岩，属极微透水—中等透水。　　坝体上游填筑有防渗粘土铺盖，与坝脚相连；下游布设有减压井和排水沟。减压井的作用是排除坝基和坝体的渗水，排水沟的作用是排除减压井的出水和坝坡及压坡平台的雨水。　　3副坝高压旋喷墙工程概况　　3.1高喷墙设

4、计指标　　高喷墙段基岩上覆盖层主要为（砂）壤土和中粗砂层，坝顶以下平均深度29.2m，最大深度35m，垂直防渗墙选用旋喷墙，墙底部与基岩相接，入岩0.5m，墙顶高程125.50m。其中桩号0+835.00m—0+840.00m长5m的旋喷墙与混凝土防渗墙接头段，采用双排孔旋喷墙的形式。采用三重管法，孔距不大于0.9m，单孔成桩直径：砂层不小于1.3m，土层不小于1.1m。旋喷墙厚度为60cm，成墙指标：抗压强度土层为R28≥3.0Mpa，砂层为R28≥5.0Mpa；抗折强度土层为T28≥0.5Mpa，砂层为T28≥1.0Mpa；墙体渗透系数K≤1×10-5cm/s量级。　　　　3.2工程

5、质量检查6　　3.2.1渗透性试验：共钻检查孔52个，进行注水试验，计算出墙体渗透系数范围为9.16×10-6cm/s—2.50×10-6cm/s，其中多数为10-6cm/s量级。　　3.2.2力学试验：由检查孔中取芯样进行力学性能试验，抗压试验和抗折试验各40组。试验成果：土层部位抗压强度6.1—22.7Mpa，抗折强度2.8—9.3Mpa。　　3.2.3墙体厚度抽检：在桩号0+264.47m—0+268.40m段，位于防渗墙的一侧开挖一个尺寸为3.97m×2.0m×7.7m竖井。经观察，墙体连接情况较好，实测墙体厚度一般为0.6m—0.8m，最大为1.1m，最小为0.3m，仅个别部位

6、略小于0.3m。　　渗流分析　　在2004年5月黄壁庄水库除险加固工程（竣工前）安全鉴定以及2005年6月黄壁庄水库除险加固工程竣工初步验收中，均指出“副坝桩号0+526.00m坝基渗压观测资料表明，旋喷墙前后渗压水头消减效果不明显，建议补充必要的观测断面，并在工程运用中加强观测和分析。”为此，先后在该段补充埋设了几个坝基和坝体渗流观测断面，现结合观测结果对旋喷墙段的渗流安全性进行评价。　　4.1墙前墙后水头差　　4.1.1除险加固工程设计中，在旋喷墙段桩号0+526.80m位置埋设有2支坝基渗压计，分别位于坝轴线上游3.5m（ps0-1）和坝轴线下游1.1m(px0-1)。在库水位11

7、9.03m时（2004年2月9日），渗压计ps0-1的观测值为112.09m，渗压计px0-1的观测值为111.926m，二者相差0.17m。截止到目前，在最高蓄水位119.50m时，渗压计ps0-1的观测值为112.93m，渗压计px0-1的观测值为112.72m，二者相差0.21m。　　4.1.22004年6月，安全鉴定（竣工前）之后，为验证渗压计的观测结果，在桩号0+531.00m布置了4个坝基测压管，轴距分别为上12.3m（