李 杰,高 云,黃維民
1.日照市東港區(qū)水利建筑安裝工程處,山東 日照 276800;2.海陽(yáng)市水利局,山東 海陽(yáng) 265100;3.中國(guó)水利水電第十三工程局有限公司,山東 德州 253009)
棧子橡膠壩位于東港區(qū)濤雒鎮(zhèn)以南、棧子村北,巨峰河下游分洪支流竹子河上。巨峰河總流域面積262.7 km2,干流長(zhǎng)30.8km,為東港區(qū)第三大河流,河道在濤雒鎮(zhèn)大劉莊村西由竹子河、南店河分流入海。新建橡膠壩總長(zhǎng) 168m,包括壩體 3跨,蓄水位 4.6m,興利蓄水量392.8萬(wàn)m3,擋水高度2.5m;調(diào)節(jié)閘 2孔,閘室長(zhǎng)8.4 m;配套沉盤(pán)井1眼,充排水泵站1處,管理房5間。工程等級(jí)為Ⅲ等,主要和次要建筑物分別為Ⅲ級(jí)、Ⅳ級(jí),設(shè)計(jì)防洪標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇。
橡膠壩壩址區(qū)域?yàn)楹恿飨鄾_淤積地貌,河床地層上部以淤泥為主,厚度3.5m左右,下部為淤泥質(zhì)中細(xì)沙(灰褐色,松散,含有海蠣子碎皮,底板埋深 11.7~17.6m,滲透系數(shù) 4.6×10-4cm/s,相對(duì)密度 0.64,摩擦系數(shù)0.3,容許承載力6t/m2)。淤泥質(zhì)中細(xì)沙物理性質(zhì):含有很多細(xì)顆粒及大量有機(jī)腐殖質(zhì);顏色深灰色或暗綠色,有臭味;一般天然含水量在40%~70%之間,有的大于70%,孔隙比>1.0,天然容量在15~18kN/m3之間。力學(xué)性質(zhì):強(qiáng)度極低,壓縮性大,透水性差。工程性質(zhì):地基承載力低,強(qiáng)度增長(zhǎng)緩慢,加荷后易變形且不均勻,變形速率大且穩(wěn)定時(shí)間長(zhǎng),滲透性小、觸變性及流變性大。
表1 邊墩穩(wěn)定計(jì)算表
表2 隔墩穩(wěn)定計(jì)算表
表3 跨中底板穩(wěn)定計(jì)算表
壩底板、消力池基礎(chǔ)底設(shè)計(jì)高程以上3.5m全為稀泥,挖掘機(jī)開(kāi)挖時(shí),泥漿上反,根本無(wú)法開(kāi)挖,經(jīng)本村老年人回憶及實(shí)際勘測(cè)此入海口為老船道,多年淤積,地基復(fù)雜。經(jīng)過(guò)方案比較,開(kāi)挖土方用吸泥船。其工作原理是利用高壓水泵產(chǎn)生壓力水,通過(guò)高壓水沖擊泥沙,經(jīng)過(guò)水的濕化崩解流動(dòng)作用,將沉積的泥沙形成泥漿,泥沙漿經(jīng)抽沙泵吸出。高壓水槍噴射之處流沙覆蓋在未撓動(dòng)淤泥層上面0.3m厚左右沙層,泥沙漿則通過(guò)抽沙泵及管道輸送至作業(yè)區(qū)。
經(jīng)過(guò)連續(xù)施工,底板地基設(shè)計(jì)高程0.7m以下,底板輪廓、斷面、高程均達(dá)到設(shè)計(jì)變更要求(深0.7m設(shè)計(jì)變更為換填中粗河沙)。經(jīng)建設(shè)、監(jiān)理、設(shè)計(jì)、施工方聯(lián)合簽證下,用輕型觸探儀做輕便觸探實(shí)驗(yàn),第一擊N10計(jì)算地基承載力滿足,以下地基承載力達(dá)不到設(shè)計(jì)要求,因?yàn)榈装宓鼗虏?.7~17.6m為淤泥質(zhì)中細(xì)沙。鑒于淤泥地基承載力低,壓縮性大,達(dá)不到橡膠壩地基承載力設(shè)計(jì)要求,故提出換填中粗河沙的處理方案。換沙深度及平面尺寸嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求,換入中粗河沙(含泥量<3%),浸水后用插入式振搗器分兩層(每層35cm)振密實(shí),分層振密后用環(huán)刀取沙樣做干密度檢測(cè),經(jīng)計(jì)算10組相對(duì)密度均大于0.67,滿足設(shè)計(jì)指標(biāo)。
防沖槽基礎(chǔ)高程設(shè)計(jì)為0.20m,在南堤向北樁號(hào)0+000~0+050及0+080~0+130段,當(dāng)挖至高程0.20m時(shí),出現(xiàn)淤泥,挖至高程0.00m以下時(shí),出現(xiàn)淤泥細(xì)沙,夾有細(xì)碎河蚌皮,泥沙漿上反,所開(kāi)挖基槽連續(xù)塌方。后加大開(kāi)挖斷面,兩邊各增加1.5m寬,放坡改為1∶3,基槽兩側(cè)用挖掘機(jī)下木樁,樁距0.25m,樁長(zhǎng) 3m,加鋼架管支撐,用裝沙編織袋筑擋土墻,防止塌方。在泥漿上反段拋填亂石及2~4cm石子2.5m深,用泥漿泵吸出擠出的淤泥,到達(dá)設(shè)計(jì)高程0.20m時(shí)進(jìn)行防沖槽施工。在防沖槽基礎(chǔ)施工中采用導(dǎo)流明渠排水,導(dǎo)流溝隨挖隨填2~4cm石子以防流沙沖淤,導(dǎo)流溝外側(cè)用沙袋筑小型圍堰攔截流沙。
據(jù)統(tǒng)計(jì),橡膠壩自運(yùn)行以來(lái),共發(fā)展淡水養(yǎng)殖達(dá)300hm2,恢復(fù)改善灌溉面積366.7hm2,防止海潮侵襲15km2,經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益和社會(huì)效益顯著。至今橡膠壩已安全運(yùn)行7年,近期對(duì)橡膠壩進(jìn)行了實(shí)際測(cè)量,與驗(yàn)收時(shí)保留的高程基準(zhǔn)點(diǎn)比較,無(wú)明顯沉降現(xiàn)象(如表4),達(dá)到了較好的處理效果。
表4 驗(yàn)收橡膠壩固定點(diǎn)與近期實(shí)際測(cè)量成果對(duì)照表m