□李新會 □李建崗 □齊潤利 □韓明海(河南省陸渾水庫管理局)
陸渾水庫大壩迎水坡整修施工與管理
□李新會 □李建崗 □齊潤利 □韓明海(河南省陸渾水庫管理局)
陸渾水庫大壩為粘土斜墻砂卵石殼壩,斜墻上鋪設(shè)反濾料及混凝土塊,由于風(fēng)浪淘刷,反濾層移動變形,進(jìn)而使混凝土塊沉陷,嚴(yán)重影響工程安全。2012年,對迎水坡混凝土塊護(hù)坡部位進(jìn)行處理,為了不破壞粘土斜墻,在施工中加強(qiáng)管理,嚴(yán)密施工,按時高質(zhì)量完成施工,消除了工程隱患,并發(fā)揮了良好的效益。
粘土斜墻;迎水坡;整修
陸渾水庫是開發(fā)伊洛河流域水利資源的主要工程之一,也是建國初期根治黃河改變黃河面貌的工程之一。水庫位于河南省洛陽市嵩縣田湖鎮(zhèn)陸渾村附近,黃河二級支流伊河上,距洛陽市67km,控制流域面積3492km2,占伊河流域面積57.90%??値烊?3.20億m3,是一座以防洪為主,結(jié)合灌溉、發(fā)電、供水和水產(chǎn)養(yǎng)殖等綜合利用的大型水庫。陸渾水庫樞紐工程主要由大壩、輸水洞、泄洪洞、溢洪道、灌溉洞及水電站等組成。
攔河大壩為粘土斜墻砂卵石殼壩,最大壩高55m,心墻頂高程330m,壩頂高程333m,壩頂長710m。壩頂寬8m。上游壩坡330~321m高程1:3.25,321m高程以下1:3.50,且在308m、321m高程各設(shè)一戧臺,寬3m,斜墻上敷設(shè)反濾料保護(hù)殼,300m高程以上用六角形混凝土塊護(hù)坡,300m以下用塊石護(hù)坡,以防風(fēng)浪沖刷。下游壩坡1:2.25~1:2.75,用卵石護(hù)坡。
陸渾水庫上游壩坡系混凝土塊體護(hù)坡,較一般塊石護(hù)坡抗風(fēng)浪能力強(qiáng)。但壩體截滲體為粘土斜墻,在斜墻的前面鋪有不等厚度的天然砂、礫石料層,其外層是按設(shè)計鋪設(shè)的反濾層。斜墻表面的反濾層及混凝土塊起著保護(hù)斜墻免遭風(fēng)浪沖刷的作用。
2012年在檢查中發(fā)現(xiàn),在壩軸線樁號0+420~0+680,高程311.23~315.78m之間有混凝土塊沉降及凸出現(xiàn)象,高差為±120mm,變形面積3120m2。據(jù)初步分析認(rèn)為,該部位位于水位經(jīng)常滯留、風(fēng)浪經(jīng)常淘刷的地方,混凝土塊變形系風(fēng)浪淘刷混凝土塊底部砂卵石造成反濾層移動變形,進(jìn)而使混凝土塊沉陷,混凝土塊的不均勻沉降有可能出現(xiàn)滑坡的險情,而當(dāng)護(hù)坡失去作用后,風(fēng)浪將直接沖掏粘土斜墻,這樣可能引起嚴(yán)重后果;另外,檢查發(fā)現(xiàn)部分混凝土塊有破碎、凍融損壞現(xiàn)象,為此,對沉降部位的混凝土塊及反濾體進(jìn)行翻修,并進(jìn)行部分混凝土塊更換。
依據(jù)設(shè)計要求,新的施工方案為:在保證不對粘土斜墻造成破壞的前提下,拆除迎水坡面的混凝土塊及反濾層0.50m;對原保護(hù)層夯實后,重新鋪設(shè)反濾料0.50m,干密度為1.90g/cm3,由于施工場地限制,不能使用大型機(jī)械運輸和碾壓,需采用人工或小型機(jī)械的形式施工;護(hù)坡仍然采用六角形混凝土塊,對破損、凍融的混凝土塊進(jìn)行更新,混凝土強(qiáng)度為C20。
2.2.1 保護(hù)粘土斜墻
粘土斜墻是水庫的主要擋水建筑物,在施工過程中,嚴(yán)禁人為對粘土斜墻表面造成損傷,如:不得在斜墻表面打樁、修路修階、人行踐踏、拋料滾石等,力保斜墻完整無損。
2.2.2 避免大型機(jī)械施工
由于施工場地在水庫迎水坡且在攔河壩中間部位,使用大型機(jī)械進(jìn)行運輸和碾壓,有可能對壩體的其他部位造成損害,因此,施工過程中使用人工或小型機(jī)械。
2.3.1 砂卵石質(zhì)量控制
本工程所需砂卵石采用壩址下游約3km處的河灘砂卵石,其質(zhì)量滿足施工要求。為了保證結(jié)合面質(zhì)量及抗剪設(shè)計要求,先在底部敷設(shè)一層0.10m的砂料,粒徑<10mm,其外再敷設(shè)垂直厚度為0.40m的反濾層。
反濾層的技術(shù)要求為:一是清除粒徑>50mm的砂卵石;二是粒徑>10mm的砂卵石含量按重量計不超過30%~40%;三是>0.50mm的極細(xì)顆粒按重量計不超過5%;四是含泥量按重量計不應(yīng)超過5%。
2.3.2 反濾料回填質(zhì)量控制
根據(jù)設(shè)計要求,砂卵石運輸采用雙膠輪車,反濾料平攤完成后,使用蛙式打夯機(jī)夯實。為確?;靥钯|(zhì)量,反濾料每層攤鋪厚度≤250mm,夯實遍數(shù)為6~8遍,在結(jié)合部位增加夯實遍數(shù)。
施工中發(fā)現(xiàn),反濾料回填局部卵石過于集中,出現(xiàn)分離現(xiàn)象,卵石間缺少小顆粒填充,接觸面產(chǎn)生空隙,結(jié)合不良,達(dá)不到抗剪強(qiáng)度要求。分析原因,認(rèn)為由于采用雙膠輪車運輸,運輸距離過長,運輸過程中震動產(chǎn)生分離。從以上分析,提出以下處理方案:一是砂卵石料內(nèi)卵石含量過多,砂卵石容易分離,因此卵石含量控制在65%以下;如果超過,摻入5mm以下的砂料;二是加強(qiáng)檢查,當(dāng)發(fā)現(xiàn)攤鋪位置有分離現(xiàn)象卵石過于集中時,人工進(jìn)行翻動處理。
反濾料干密度質(zhì)量檢查,由于施工面是坡面,不能使用灌水法檢查,采用環(huán)刀取樣,共取樣28處,全部達(dá)到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn),檢查成果見表1。
除險加固后的工程至今應(yīng)用良好。
TV51-52
B
1673-8853(2014)06-0037-02
表1 干密度質(zhì)量檢查表
2013-12-26
劉長垠)