鳳陽山水庫集中滲漏點(diǎn)沖坑成因分析與處理

一、引言

鳳陽山水庫位于淮河流域濠河上游鳳陽縣城南23km 處的殷澗鎮(zhèn)境內(nèi)，鳳陽山山脈下。是一座以灌溉為主，兼顧防洪、養(yǎng)殖及城市供水為一體的省重點(diǎn)中型水庫。該水庫始建于1957年，歷經(jīng)多次除險(xiǎn)加固?，F(xiàn)該庫設(shè)計(jì)洪水位53.56m，相應(yīng)庫容7460 萬m3；校核洪水位54.70m，相應(yīng)庫容9065萬m3。水庫大壩為均質(zhì)土壩，壩頂寬5.00m，壩頂高程57.10m，防浪墻頂高程58.10m，最大壩高為29.90m。大壩迎水坡為混凝土護(hù)坡，53.70m 高程以上坡比為1 ∶2.0，53.70m 高程以下坡比為1 ∶3.0。背水坡為草皮護(hù)坡，50.70m 高程以上坡比為1 ∶2.5，45.70m 高程以上坡比為1 ∶2.75，40.70m 高程以上坡比為1 ∶3.0，32.00m 高程以上坡比為1 ∶3.6，32.00m 高程以下坡比為1 ∶1.5（排水棱體部分）。2002年7月中旬，鳳陽山水庫組織工程技術(shù)人員巡壩時(shí)，發(fā)現(xiàn)大壩靠近老河槽段背水坡壩腳臺(tái)地位于3#魚塘南側(cè)塘埂邊集中滲漏點(diǎn)出現(xiàn)沖坑，為了保證水庫大壩運(yùn)行安全，需要對沖坑進(jìn)行處理。

二、沖坑部位壩基地層

沖坑部位壩基地層簡述如下：

第③-1 層，粘土，軟可塑。層頂埋深0.00m，層厚1.20～5.80m。

第⑥-2 層，粘土，硬可塑。層頂埋深1.20～20.50m，層厚1.20～4.70m。

第⑩層，粘土夾風(fēng)化，可塑。夾角礫。層頂埋深4.50～22.80m，層厚1.45～4.50m。分布于基巖的頂部。

三、沖坑特征及成因分析

沖坑位于鳳陽山水庫大壩靠近老河槽段背水坡壩腳臺(tái)地，3#魚塘南側(cè)塘埂邊集中滲漏點(diǎn)，樁號0+495（大壩偏東端），此處壩腳臺(tái)地高程39.27m。沖坑南北最大開口長度2.68m，東西最大開口寬度1.84m，最大深度1.78m，邊坡比1 ∶0.2～1 ∶0.3。坑中集中滲漏點(diǎn)孔徑約2cm，高程37.84m，集中滲漏點(diǎn)流出水為清水，不挾帶泥沙，同以前滲漏量觀測水流顏色一致。

鳳陽山水庫背水坡壩腳魚塘于2002年7月13日開始放水，放水通道利用鳳陽山水庫背水坡壩腳排水溝，該排水溝年久失修，多處滲漏，沖坑周圍壩腳臺(tái)地地勢較低，工程技術(shù)人員巡壩時(shí)發(fā)現(xiàn)，沖坑周圍匯集大量水，形成水流，沖刷沖坑。分析集中滲漏點(diǎn)滲漏水流顏色，不挾帶泥沙，初步判定該沖坑為魚塘放水壩腳排水溝滲漏水流沖刷造成的。

四、沖坑處理方法

1.處理必要性

該沖坑位于壩腳臺(tái)地，如果不處理，任由發(fā)展，擴(kuò)展到壩腳，會(huì)危及水庫大壩安全，影響水庫安全運(yùn)行。

2.處理措施

（1）在沖坑處理前，停止向魚塘放水，避免壩腳排水溝水滲入。

（2）在沖坑周圍開挖臺(tái)地排水溝。該排水溝溝底寬0.40m，最小深度0.40m，邊坡1 ∶1，溝底比降接近壩腳臺(tái)地地面坡度，取1/2000。塘埂坡處臺(tái)地排水溝溝底比降接近塘埂坡度，并用花雨布覆蓋溝底、溝坡。該排水溝臨近沖坑修整開口邊線的開口線距沖坑修整開口邊線4.00m。

（3）將沖坑邊坡按1 ∶1.5 坡比進(jìn)行修整。邊坡修整產(chǎn)生的土料堆在沖坑修整開口邊線2.00m 外。

（4）做好集中滲漏點(diǎn)反濾排水，再回填土料。沖坑回埴頂部最終標(biāo)高高于周圍地面標(biāo)高0.50m。

（5）拆除年久失修的壩腳排水溝，重新砌筑。

（6）在險(xiǎn)情排除前，水庫管理單位加強(qiáng)觀測巡查，落實(shí)安全責(zé)任制，做好應(yīng)急預(yù)案，保障水庫安全，同時(shí)做好記錄。

3.土源選擇及土料開挖

經(jīng)現(xiàn)場勘察，位于鳳陽山水庫管理處大院北側(cè)500m 處的田塊土料性質(zhì)及儲(chǔ)量符合要求。清除土料場表層40cm 深度內(nèi)的腐殖土，包括表層雜草、樹木及其他雜物。因該沖坑回填土方量較小，決定采用人工挖土，四輪機(jī)運(yùn)輸。因該料場地勢較高，排水通暢，所以未開挖排水溝。

4.施工工藝

（1）以集中滲漏點(diǎn)為中心，開挖沖坑坑底排水溝。該排水溝溝底寬0.15m，最小深度0.10m，邊坡1 ∶1，溝底比降接近沖坑底部地面坡度，取1/100。該排水溝鋪設(shè)反濾層。反濾層做法如下：反濾層共兩層，外層用土工布裹粗砂，粗砂厚15cm，內(nèi)層用土工布裹瓜子片，厚（直徑）20cm。土工布裝填粗砂、瓜子片前，先縫成圓桶狀，一端用繩子扎緊，裝填時(shí)，將外層靠近集中滲漏點(diǎn)的一端端部裝填15cm 厚粗砂，另一端不裝。裝填后再用繩子扎緊另一端。

（2）土料填筑前，先進(jìn)行碾壓試驗(yàn)，測定壓實(shí)土料壓實(shí)度，確定施工碾壓遍數(shù)，然后按試驗(yàn)參數(shù)進(jìn)行施工。試驗(yàn)場地位于沖坑西側(cè)，在試驗(yàn)場地內(nèi)選擇4 個(gè)1.00m×2.00m 的試驗(yàn)小塊，試驗(yàn)小塊每層虛鋪土料厚度20cm，回填土塊直徑控制在5cm 以內(nèi)，控制含水量在最優(yōu)含水量附近，用蛙式打夯機(jī)碾壓。每個(gè)試驗(yàn)小塊，按預(yù)定的碾壓遍數(shù)進(jìn)行碾壓，碾壓結(jié)束后，在填筑面上取樣測定干密度，從而確定滿足施工要求壓實(shí)度的碾壓遍數(shù)。土料填筑時(shí)，將結(jié)合面由下至上開挖成臺(tái)階狀，每級臺(tái)階高約15cm。回填土方前，清除坑底、坑坡上的浮土、雜物。四輪機(jī)運(yùn)輸土方卸在臺(tái)地排水溝外側(cè)，用手推車運(yùn)輸土方，從沖坑上方倒入沖坑內(nèi)。回填土方時(shí)，在沖坑底開挖的排水溝兩側(cè)對稱人工回填土方，均衡上升。蛙式打夯機(jī)碾壓時(shí)，行走方向平行坑底排水溝走向，夯實(shí)采用連接環(huán)套打法，夯跡搭接寬度不小于1/3 夯徑。鋪設(shè)上層土前，在下層土連接層面上灑水并刨毛，后沿水平層面鋪設(shè)新土，沿水平層面進(jìn)行碾壓。沖坑回填施工期間，密切關(guān)注天氣預(yù)報(bào)，期間未下雨。填筑過程中嚴(yán)格進(jìn)行鋪土厚度、臨塘埂坡度、含水量、壓實(shí)度的控制，每一層都進(jìn)行鋪土厚度、臨塘埂坡度、含水量、壓實(shí)度的測量工作，控制鋪土厚度允許偏差為0～-50mm，臨塘埂坡度不陡于1 ∶1，含水量在最優(yōu)含水量附近，壓實(shí)度不小于0.96，檢查合格后，才能進(jìn)行上層填筑。鋪料至塘埂邊時(shí)，在設(shè)計(jì)邊線外側(cè)超填10cm 余量。當(dāng)沖坑回填到臺(tái)地高程時(shí)，再超填0.50m，超填部分坡度1 ∶1。土方回填時(shí)優(yōu)先使用從沖坑中開挖出的合格土方。

（3）在沖坑臨塘埂側(cè)砌筑干砌塊石護(hù)坡。做法如下：因塘埂坡度1 ∶1，無法鋪設(shè)反濾層，故在土坡上鋪設(shè)一層土工布，再在土工布上砌筑厚30cm干砌塊石，集中滲漏點(diǎn)反濾層部位不砌筑干砌塊石，以利于排水。坡腳基礎(chǔ)、坡面兩側(cè)及坡頂為40cm 寬、80cm 高漿砌石。砌筑范圍為沖坑臨塘埂側(cè)修整開口邊線兩側(cè)各2.00m。

5.施工安全控制

修整后的沖坑邊緣設(shè)置防護(hù)欄桿，并掛防護(hù)網(wǎng)和安全警示標(biāo)牌。在土源料場、運(yùn)輸路線及沖坑區(qū)域設(shè)置安全警示標(biāo)牌，配備安全管理人員，疏導(dǎo)交通，將無關(guān)人員勸離施工區(qū)域。同時(shí)檢查施工現(xiàn)場機(jī)械性能、臨時(shí)用電等，確保不留安全隱患。

五、結(jié)語

鳳陽山水庫沖坑處理工程于2002年7月17日開工，2002年8月4日完工。開挖土方135.15m3，回填土方111.27m3，拆除漿砌石211.12m3、混凝土21.84m3，砌筑干砌石8.15m3、漿砌石8.51m3、漿砌磚260.35m3，抹面砂漿667.74m2，澆筑混凝土12.92m3，粗砂0.58m3，瓜子片0.11m3，鋪設(shè)兩氈三油109.93m2、土工布36.14m2。自處理完成以來，經(jīng)歷了多次強(qiáng)降水的檢驗(yàn)，該部位穩(wěn)定，說明處理效果較好，處理施工技術(shù)可在同類工程中推廣應(yīng)用■