郭學(xué)士
(安陽市彰武南海水庫工程管理局,河南 安陽 455000)
彰武水庫位于河南省安陽市西南25 km的海河流域衛(wèi)河支流安陽河上,壩址在安陽市龍安區(qū)彰武辦事處原北彰武村處。彰武水庫控制小南海水庫以下區(qū)間流域面積120 km2,壩址以上流域面積970 km2,總庫容0.78億m3。
20 世紀(jì)50年代興建彰武水庫大壩時設(shè)計安裝的壩體和壩基測壓管較多,分布于主、副壩兩側(cè)和溢洪道兩岸,均為1963、1964年埋設(shè)。1992—1994年水庫第一次除險加固工程施工期間,拆除了部分壩基和壩體測壓管,又分別增設(shè)了3排9孔壩基測壓管和10孔壩體測壓管,壩基和壩體測壓管分別達(dá)到20和23孔。經(jīng)過近50年的運行,滲流觀測設(shè)施損毀失靈較多,且水庫長期處于低水位運行,致使尚可正常觀測的壩基和壩體測壓管較少,再加上除險加固工程壩頂、下游草皮護(hù)坡的機(jī)械化施工,不可避免地又毀壞了部分測壓管。
彰武水庫于2008—2011年進(jìn)行了除險加固工程施工。為了較好地解決彰武水庫壩體、壩基滲流壓力監(jiān)測存在的問題,根據(jù)壩體滲流壓力和壩基滲流壓力監(jiān)測布置規(guī)定,參考彰武水庫大壩地質(zhì)剖面圖及彰武水庫大壩縱剖面圖,施工過程中對壩體和壩基測壓管進(jìn)行了部分更新和補(bǔ)設(shè),分別在樁號0+085、0+158、0+350、0+455、0+548新建5排壩基測壓管,在樁號0+112、0+162、0+300、0+500、0+600新建5排壩體測壓管。測壓管埋設(shè)位置1#孔設(shè)在壩頂,2#孔設(shè)在下游坡128.00 m平臺,3#孔設(shè)在下游121.00 m平臺。
采用150 型地質(zhì)鉆機(jī)、合金鉆頭及金剛石鉆頭鉆進(jìn),終孔直徑為110 mm。鉆孔時鉆機(jī)保持平穩(wěn),不傾斜、不位移,終孔下測壓管。
測壓管采用直徑50 mm 鍍鋅鋼管,由透水段和導(dǎo)管組成。透水段每周4個直徑8 mm透水孔,上下排距50 mm,梅花型布置,孔眼毛刺磨光后涂防銹漆,透水段外壁包裹2層尼龍網(wǎng)布過濾,再包裹1層無紡?fù)凉ね杆椢镞^濾層,外纏12#鉛絲,間距10 mm。最后,管底采用鋼板封閉。透水段頂端與導(dǎo)管牢固相連。導(dǎo)管兩端接頭處用外箍接頭相連。
終孔后在孔底回填5~10 cm厚的凈砂,進(jìn)水管段回填凈砂(d<5 mm),邊填邊搖動導(dǎo)管使凈砂填充密實。導(dǎo)管段先回填4 m 高度膨脹泥球,土球由直徑5~10 mm 的不同粒徑組成,逐粒投入孔內(nèi),并逐層搗實。導(dǎo)管段上部用黏土粉回填,邊回填邊搗實。封至設(shè)計高程后,向管內(nèi)注水,至水面超過泥球段頂面,使泥球崩解膨脹。
管口保護(hù)裝置,采用現(xiàn)澆混凝土和鋼制護(hù)箱蓋,結(jié)構(gòu)簡單、牢固,能防止雨水流入和人畜破壞,并能鎖閉且開啟方便。
測壓管安裝、封孔完畢后進(jìn)行靈敏度檢驗。檢驗方法采用注水試驗,在庫水位穩(wěn)定期進(jìn)行。試驗前先測定管中水位,然后向管內(nèi)注清水。在進(jìn)行壩體測壓管靈敏度檢驗時,因進(jìn)水段周圍為壤土料,注水量相當(dāng)于每米測壓管容積的3~5倍;在進(jìn)行壩基測壓管靈敏度檢驗時,因進(jìn)水段周圍為砂粒料,注水量相當(dāng)于每米測壓管容積的5~10倍。經(jīng)計算需注水的體積后,使用塑料水壺定量向管中注水,保證注水量的準(zhǔn)確。注入后不斷觀測水位,直至恢復(fù)到或接近注水前的水位(每天上午和下午各觀測1次)。對于壩體測壓管(黏壤土)而言,注入水位在五晝夜內(nèi)降至原水位為靈敏度合格;對于壩基測壓管(砂壤土和砂礫土)而言,1~2 h降至原水位或注水后水位升高不到3~5 m為合格。
經(jīng)靈敏度檢驗,壩體、壩基測壓管埋設(shè)全部合格。
壩體、壩基測壓管是大壩安全監(jiān)測的重要觀測設(shè)施之一,永久埋設(shè)于壩體、壩基中,其施工質(zhì)量直接關(guān)系到測值的精度和大壩的安全運行狀態(tài)。因此,應(yīng)高度重視壩體和壩基測壓管的結(jié)構(gòu)、埋設(shè)等工作,確保壩體、壩基測壓管正常運行。