許光樣
摘要 永久船閘基礎(chǔ)開挖形成了高、陡長的巖石邊坡。為其邊坡穩(wěn)定,采用了兩側(cè)分設(shè)7層排水洞,洞中分別鉆設(shè)排水孔幕,以降低地下水位。排水孔分為仰角、鉛直向上兩類。從排水效果分析、仰角孔的排水量總體上大約為鉛直孔的兩倍,其穿過結(jié)構(gòu)面的數(shù)目亦為鉛直孔的兩倍,排水效果優(yōu)于鉛直孔。
關(guān)鍵詞 仰孔 鉛孔 結(jié)構(gòu)面 排水效果
永久船閘是三峽工程非常重要的組成部分,由于其深切開挖,形成了集高、陡、長等于一體的世界罕見的巖石邊坡。為了增強(qiáng)邊坡的穩(wěn)定性,永久船閘采用了南、北邊坡分別布置7層尺寸約為2.5m×3.0m或3.0m×3.5m的排水洞,并在排水洞鉆設(shè)排水孔幕,以降低地下水位,減少地下水滲壓力。排水孔幕針對(duì)不同的巖區(qū),采用了不同的布置形式:對(duì)于一般巖段,采用一排排水孔;對(duì)于地下水富集地帶,采用了兩排排水孔,一排靠山體一側(cè)垂直于排水洞壁面仰起一定角度鉆設(shè)(為了敘述方便,以下簡稱“仰孔”如圖l中的a、c孔),另一排垂直于排水洞壁面通過洞頂鉛直向上鉆設(shè)(以下稱簡“鉛孔”,如圖1中的b孔)。排水孔直徑均為91mm,孔深約為30m。
圖1 排水孔布置剖面示意圖
由于仰孔和鉛孔的布置方式不同,其排水效果應(yīng)有所差異。為了弄清兩種排水孔的排水效果,本文對(duì)其進(jìn)行了較為詳細(xì)的測量和理論分析。
1、 仰、鉛孔排水效果觀測及分析
對(duì)多個(gè)排水孔的仰、鉛孔進(jìn)行汛期和汛前兩次觀測,其結(jié)果整理于表l和表2中。測量方法是對(duì)同一洞段的仰、鉛排水孔進(jìn)行逐一定時(shí)排水測量,然后量取該洞段兩種排水孔各自的總排水量。本處定義仰、鉛排水孔排水量之比δ=Q仰/Q鉛(對(duì)于平均或綜合排水比采用δ=∑Q仰/Q鉛,而不采用δ=∑δi/n,n為統(tǒng)計(jì)的洞段總數(shù))δ即可反映出仰孔、鉛孔的排水效果優(yōu)劣。
表1 1997年7月汛期施測仰孔和鉛孔排水效果比較 | ||||||||
洞號(hào) | 洞段 | 孔數(shù) | 排水量(L/min) | 所占比例(%) | 仰、鉛孔 排水比δ | |||
仰孔 | 鉛孔 | 合計(jì) | 仰孔 | 鉛孔 | ||||
SA5 | 上游段 | 39 | 7.299 | 1.614 | 8.913 | 81.89 | 18.11 | 4.52 |
NA5 | 上游段 | 106 | 3.309 | 0.386 | 3.695 | 89.55 | 10.45 | 8.57 |
SA6 | 上游段 | 34 | 0.684 | 0.033 | 0.717 | 95.40 | 4.60 | 20.73 |
NA6 | 上游段 | 31 | 7.876 | 5.582 | 13.728 | 57.37 | 42.63 | 1.33 |
NA1 | 上游段 | 76 | 49.425 | 13.361 | 62.686 | 78.72 | 21.28 | 3.70 |
合計(jì) | 286 | 68.593 | 21.246 | 89.839 | 76.35 | 23.65 | 3.23 |
表2 1998年4月汛期前施測仰孔和鉛孔排水效果比較 | ||||||||
洞號(hào) | 洞段 | 孔數(shù) | 排水量(L/min) | 所占比例(%) | 仰、鉛孔 排水比δ | |||
仰孔 | 鉛孔 | 合計(jì) | 仰孔 | 鉛孔 | ||||
NA1 | 上游段 | 76 | 19.500 | 10.605 | 30.105 | 64.77 | 35.23 | 1.84 |
NA3 | 雙排管段 | 15 | 0.224 | 0.071 | 0.295 | 75.93 | 24.07 | 3.15 |
NA5 | 上游段 | 119 | 9.667 | 0.197 | 9.864 | 98.00 | 2.00 | 49.00 |
NA6 | 上游段 | 31 | 1.548 | 0.777 | 2.325 | 66.58 | 33.42 | 1.99 |
SA2 | 雙排管段 | 105 | 10.414 | 18.839 | 29.253 | 35.60 | 64.40 | 0.55 |
合計(jì) | 346 | 41.353 | 30.489 | 71.842 | 57.86 | 42.44 | 1.36 |
量測結(jié)果表明,δ雖然在0.55~49范圍內(nèi)變化,在10個(gè)測次中只有一次小于l,并且綜合平均排水比δ均大于1。由此可見,仰孔的排水效果優(yōu)于鉛孔,大約為2倍(表3)。另外,北坡兩次測量的δ較為穩(wěn)定,而南坡的δ相差較大。這可能有兩個(gè)原因,一是測量期間南坡排水洞正在進(jìn)行排水孔和錨索等施工,兩次沒有測到同一段洞;二是永久船閘區(qū)內(nèi)一直沒有停止施工,滲流場沒有達(dá)到穩(wěn)定。
表3 綜合量測結(jié)果(δ值) | |||
南坡 | 北坡 | 綜合 | |
97.7 測 | 4.85 | 3.09 | 3.23 |
98.4 測 | 0.55 | 2.66 | 1.36 |
綜合 | 0.90 | 2.93 | 1.12 |