穆文智
(貴州省習水縣水利局,564600,習水)
鄧家溝水庫壩址位于貴州習水縣桑木鎮(zhèn)森林村,距縣城25 km,壩址以上集雨面積6.7km2,總庫容129萬m3,興利庫容100萬m3,死庫容5萬m3。大壩為漿砌石拱壩,大壩左右壩肩均設(shè)有重力墩。最大壩高28.5 m,壩頂寬2 m,壩底寬8 m,壩頂長128 m。泄水建筑物為壩頂溢洪道,位于壩頂?shù)闹胁?,采用開敞式自由溢流形式,溢流堰采用WES曲線實用堰,設(shè)3孔,每孔凈寬6 m。
鄧家溝水庫大壩于1981年9月建設(shè)完工,1982年冬季右壩肩出現(xiàn)一條貫穿壩體上下游的裂縫,推測為溫度裂縫。裂縫在距大壩右壩肩拱端與重力墩接合部位7.5m處,縫寬0.2cm。裂縫在大壩上游面長11.4 m,在大壩下游面長18.42 m。該裂縫在2010年鄧家溝水庫除險加固工程建設(shè)中已做過處理,采用開槽埋管法進行化學灌漿。鄧家溝水庫除險加固工程建設(shè)完工后,2011年 3月 13日,運行管理單位在對大壩日常檢查中發(fā)現(xiàn)原裂縫處理后重新出現(xiàn)裂縫,裂縫與大壩未除險加固前原裂縫同一位置。大壩上游面裂縫有明顯增大跡象,大壩下游面裂縫重新開裂,裂縫寬0.1 cm。
由于該大壩是漿砌石拱壩,壩體單薄,為靜定結(jié)構(gòu),溫度變化使壩體易產(chǎn)生拉應力,但2010年大壩所在處最高溫度為30℃。水庫不蓄水時,大壩上下游面溫差變化不大,水庫蓄水時,上下游易形成溫差,但不大。所以溫度變化不是該裂縫產(chǎn)生的主要原因。
鄧家溝水庫大壩左右岸不對稱,水庫除險加固后,水庫蓄水接近正常水位3 m處??紤]鄧家溝水庫大橋施工,水庫于2010年10月開始放水,水庫空庫運行,水庫水壓力、沙壓力荷載發(fā)生變化,壩體內(nèi)應力重新分布,加之大壩左右岸不對稱,傳力不均,易產(chǎn)生裂縫,但不是主要原因。
大壩左岸壩肩處于一斜面山上,出露巖性以灰?guī)r為主,巖石新鮮,巖體強度較大,大壩右岸山體單薄,極為凸出,且上下游均存在臨空面,出露巖性為泥質(zhì)灰?guī)r,頂部為泥頁巖。巖石相對較軟,兩岸巖性不對稱,若產(chǎn)生不均勻沉降易產(chǎn)生裂縫,但鄧家溝水庫在除險加固時對右壩端重力墩基礎(chǔ)進行固結(jié)灌漿,提高了重力墩基礎(chǔ)整體性和承載力。況且鄧家溝水庫大壩從建成至今運行30多年,已經(jīng)處于穩(wěn)定狀態(tài)。因此,左右岸地質(zhì)差別問題不是產(chǎn)生裂縫的主要原因。
仁赤高速公路“鄧家溝水庫大橋”從鄧家溝水庫庫區(qū)通過。鄧家溝水庫大橋分為左右兩線,左線緊鄰鄧家溝水庫大壩,最近距離40 m,有8座雙柱配柱基礎(chǔ)橋墩。鄧家溝水庫大橋施工單位委托有資質(zhì)的設(shè)計單位做了《習水縣鄧家溝水庫大橋涉河建設(shè)方案及防洪評價報告》,提出了橋墩基礎(chǔ)具體施工方案。#Z0~#Z2橋墩基礎(chǔ)采用破碎錘配合靜態(tài)爆破進行施工,#Z3~#Z5橋墩基礎(chǔ)采用沖擊鉆機進行施工,#Z6~#Z7橋墩基礎(chǔ)采用人工開挖。右線有7座雙柱配柱基礎(chǔ)橋墩,#Y0~#Y1橋墩基礎(chǔ)采用破碎錘配合靜態(tài)爆破進行施工,#Y2~#Y4橋墩基礎(chǔ)采用沖擊鉆機進行施工,#Y5、#Y6橋墩基礎(chǔ)采用人工開挖,沖擊錘質(zhì)量7~8 t,沖程為2~3 m。雖然鄧家溝水庫大橋橋墩基礎(chǔ)施工有具體方案,但筆者認為,施工單位在施工時未嚴格按此方案施工,有兩個以上大橋橋墩基礎(chǔ)同時施工,產(chǎn)生沖擊波超過設(shè)計值。因此,鄧家溝水庫大橋橋墩基礎(chǔ)施工是鄧家溝水庫大壩產(chǎn)生裂縫的主要原因。
裂縫處理采用開槽埋管法進行接縫灌漿。槽為V形槽,槽進口寬5 cm,深6 cm,灌漿管埋入壩體內(nèi)1 m,灌漿管間距1.5 m,用高壓水槍清洗V形槽,用C30混凝土封堵V形槽。灌漿水泥為不低于P.042.5的硅酸鹽水泥,水泥為細磨水泥,細度不小于8 μm。漿液水灰比 1∶0.8,灌漿由下至上循序漸進逐管灌入。灌漿壓力為0.15~0.2MPa。
鄧家溝水庫大壩裂縫于2011年12月 30日處理完工,2012年 2月10日下閘蓄水,經(jīng)2012年洪水期檢驗,水庫已蓄至正常蓄水位,并溢洪。水庫大壩運行正常,大壩裂縫未出現(xiàn)任何異?,F(xiàn)象。水庫除險加固后,目前已發(fā)揮了工程效益,恢復灌 溉面積2505畝(167 hm2),保護下游 3200人、800畝 (53.3 hm2)農(nóng)田安全。
鄧家溝水庫大壩出現(xiàn)裂縫后,及時對裂縫產(chǎn)生原因進行分析,并采取相應的工程措施。裂縫處理后,從目前運行情況看,所采取工程措施方案是可行的,施工技術(shù)不復雜,造價低,工程質(zhì)量得到保證,目前水庫運行正常。