淺談民治水電站深覆蓋層閘（壩）基礎處理技術

摘 要：本文結合工程實體案例，闡述深覆蓋層條件建閘（壩）對基礎處理、防滲、繞滲等問題的技術處理措施，并根據工程相關試驗論證，提供施工過程中相應經驗，以供參考。

關鍵詞：深覆蓋層；振沖碎石樁；防滲體系

中圖分類號：TV223 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）26-0163-02

1 工程概況及項目特征

民治水電站是寶興河龍頭水庫磽磧水電站的下游銜接梯級，采用攔河閘壩長隧洞引水至地下廠房發(fā)電方式，水庫總庫容為88.0萬m3，電站裝機三臺，裝機容量為105MW。首部工程由兩孔泄洪閘、一孔沖沙閘、一孔排污閘、進水口、左岸擋水壩段及右岸擋水壩段等建筑物組成，壩軸線長156.0m，閘頂高程1589.00m，最大閘高20.0m。引水隧洞全長7882.122m，隧洞斷面型式為城門洞形。地下廠房采用三洞室平行布置方案，主要建筑物包括主機間、安裝間、副廠房、母線道、主變及GIS室、出線洞、排風洞等。

2 壩址選擇及地質條件

2.1 壩址選擇

在可行性研究階段，工程布置特點共選擇了三個閘（壩）址位置，由于條件受限，三個閘（壩）址所均屬于深厚覆蓋層軟基建閘，存在閘（壩）基滲漏和閘（壩）肩饒滲，閘（壩）基土體滲透變形穩(wěn)定和不均勻沉降變形等問題。根據對地質條件的論證和分析，若采取適當措施對基礎進行有效處理，仍具備建閘條件，故在擬定的三個閘（壩）址位置選擇最優(yōu)的作為建閘（壩）條件。

2.2 地質條件

根據地質資料顯示，河床覆蓋層深度一般為65～75m，最大深度約為85.50m，成因類型有沖積、崩積、洪積、堰塞湖相堆積物和冰水堆積物等，按其結構層次自下而上（由老到新）大致可劃分為5層。其中第Ⅰ層為含泥砂礫石層，第Ⅱ層為泥塊碎（卵）石夾含礫砂質粉土層，第Ⅳ層為漂（塊）卵（碎）石層，第Ⅴ層為含礫石粉土層，第Ⅵ層為砂礫石層。

3 地基處理

為了提高基礎的承載力、抗變形能力和抗剪強度，同時防止第Ⅴ層、第Ⅵ層透鏡體發(fā)生液化，確定在地基覆蓋層中施工擠密振沖碎石樁，以改善地基的結構，以保證相關技術指標滿足基礎物理力學性能要求。

3.1 試驗樁確定參數(shù)

為了獲取基礎相關技術指標參數(shù)，分別在泄洪閘、儲門槽壩段基礎處理范圍內選取了振沖碎石樁試驗區(qū)，共布置了5個試驗孔，孔距為2.0m、2.5m兩種，根據承載力復核計算，確定按等邊三角形布孔方案，樁徑為1.0m。

3.2 成樁前、后試驗

3.2.1 成樁前試驗

主要是通過標準貫入度或動力觸探試驗確定第Ⅴ層為含礫石粉土層及第Ⅵ層為砂礫層透鏡體的承載力、壓縮模量、壓縮系數(shù)和抗剪強度。

3.2.2 成樁后試驗

振沖試驗完成后20d，對試驗區(qū)進行如下試驗工作：

（1）測定振沖碎石樁和樁間土的滲透系數(shù)；采用注水試驗檢測樁間土的允許滲透比降；

（2）通過振沖碎石樁單樁承載試驗測定單樁的承載力、壓縮模量和壓縮系數(shù)（承載板直徑與樁徑相同）；

（3）通過動力觸探試驗測定試驗區(qū)域透鏡體復合地基分層相對密度、承載力、分層抗剪強度、分層壓縮模量；

（4）在試驗區(qū)兩試驗樁之間采用對穿法波速測試和標準貫入度試驗，檢驗復合地基抗化能力。

3.3 振沖碎石樁施工

根據試驗，最終確定振沖碎石樁間、排距為2.5m，三角形布置。從而確定了施工設備、施工工藝、施工技術參數(shù)（填料、密實電流、留振時間、振沖水壓等），為后續(xù)大面積振沖施工提供合理依據和技術支持。具體參數(shù)及施工工藝如下：

3.3.1 造 孔

振沖樁造孔施工順序采用跳打法，孔位偏差控制在50mm以內，振沖器須處于自重懸垂狀態(tài)，避免造成孔斜。造孔速度控制在2m/min內，造孔深度穿過需處理層的底部，并嵌入下一地層1.0m左右，主要根據造孔深度和出渣的情況進行現(xiàn)場判斷，同時，詳細記錄現(xiàn)場施工情況。同時，為防止塌孔，采用泥漿進行固壁。

3.3.2 清 孔

采用清水洗孔，水壓力不小于0.4MPa，為保證碎石樁具有良好的排水性，應做到孔底淤泥厚度≤10cm，孔內泥漿密度≤1.05g/cm3，馬氏漏斗粘度≤30s，含沙量≤5%。同時，孔壁應采用鋼絲刷鉆頭分段刷洗，直至刷子鉆頭基本不帶泥屑為止。

3.3.3 填 料

應選用級配良好的碎石、卵石或礫石，不得使用強風化、易軟化的骨料，粒徑為30～120mm。填料方式采用強迫連續(xù)填料法自下而上邊填邊振，并力求從孔口四周均勻下料，每次加料以0.5m為宜，但需保證振沖器能貫入到原提前深度，填料時保持小水量補給，使骨料處于飽和狀態(tài)。

3.3.4 振 密

樁體加密是振沖法施工的關鍵工序，是取決于基礎處理成敗關鍵，必須對各個環(huán)節(jié)應進行嚴格控制。根據試驗樁論證，本工程選用了132kW大功率振沖器，加密電流控制在150～160A，留振時間按10～15s進行控制，采用自下而上逐段進行，中間不得漏振。同時，頂部高程須達到建基面高程，以保證樁體加密效果。

3.3.5 特殊情況的處理

在造孔過程中，遇到孤石、漂石、風化巖塊、強膠結地層，在考慮孔壁安全的前提下，主要采用了重錘或小爆破方式進行處理，確保鉆孔的成孔率。同時，造孔中出現(xiàn)塌孔現(xiàn)象的，主要是采用調整泥漿濃度、摻雜鋸末等方式加強固壁效果。針對已塌孔部位，采用回填渣土擠密重新造孔，必須確保造孔質量。

4 防滲體系

本工程主要包括帷幕灌漿與防滲墻結合組成統(tǒng)一防滲體系，閘（壩）左、右兩側布置帷幕灌漿，而中間部分布置防滲墻，具體詳見圖1。

4.1 閘（壩）基防滲墻

由于閘基河床覆蓋層一般厚65～75m，最大深度為85.50m，其成因類型以沖擊、崩積、洪積為主，由于考慮到上、下游最大水位差為15m，故閘壩基礎采用懸掛式混凝土防滲墻（未深入基巖內），深度為40～50m，墻后為0.8m，為常態(tài)混凝土防滲墻，防滲墻與閘（壩）主要采用嵌入方式連接，即預留防滲墻樁頭高出壩基設計結構線，同時，防滲墻墻體靠上、下游側分別設置一道止水銅片和橡膠止水，最終與閘壩基礎混凝土澆筑形成整體，使得建筑物基礎結合面起到了良好的防滲效果。

4.2 閘（壩）肩帷幕灌漿

為了解決閘（壩）肩饒滲問題，分別在左、右兩側布置帷幕灌漿，并延長至灌漿平洞內。漿孔、灌漿共分為三序，按照分序加密的原則自上而下分段進行，灌漿孔孔距按1.5m布置，灌漿孔深度主要根據實際基覆分界線而定，不同部位其灌漿孔深度各不一致，但各孔均應保證深入基巖內。灌漿壓力根據建基面以下深度而定，按照深度每增加1m，提高0.1MPa壓力原則確定，最大不超過2.0MPa，以避免發(fā)生抬動變形。

5 總體評價

根據試驗論證，振沖樁單樁豎向承載力、樁間彈性模量、樁間土內摩擦角？準值均有明顯提高，地基性能、指標得到了良好的改善，同時，防滲墻、帷幕灌漿滲透系數(shù)滿足設計要求，成功解決了饒滲、滲流問題。民治水電站工程目前已投產發(fā)電近2年時間，根據運行情況和監(jiān)測數(shù)據分析顯示，大壩各建筑物運行穩(wěn)定，防滲效果達到了預期要求。

6 結束語

本文介紹了民治水電站工程在深覆蓋層條件建閘（壩）對基礎處理、防滲、繞滲等問題的方式及相應技術參數(shù)。由于工程項目受地區(qū)差異的影響，各個項目建設條件各不相同，擬建工程項目只有根據的實際情況并通過試驗論證，方能確定技術可行、經濟合理的最優(yōu)實施方案。

參考文獻

[1]民治水電站首部樞紐振沖碎石樁試驗工程試驗報告.

[2]建筑地基處理技術規(guī)范（JGJ79-2002）.

收稿日期：2018-8-4

作者簡介：胡小秋（1981-），男，漢族，四川瀘州人，一級建造師、造價工程師、工程師，本科，主要從事水利水電、電力工程監(jiān)理工作。