緱 斌 ,蒲曉琪
(1.甘肅省水利水電勘測設計研究院,甘肅 蘭州 730000;2.甘肅省疏勒河流域水資源管理局,甘肅 玉門 735211)
雙塔水庫位于甘肅省疏勒河中下游,始建于1958年,1960年2月建成蓄水。水庫最高蓄水位1 329.8 m,一直未達到正常蓄水位1 330.30 m;先后于1978年、1996年、2002年對壩體進行了3次除險加固,3次安全鑒定時間分別為1996年、2000年、2014年。
2013年9月24日,水庫蓄水位1 330.00 m時,1號副壩壩后發(fā)現(xiàn)2處滲流點,主壩右壩肩山體埡口處也出現(xiàn)滲流。水位達到1 330.21 m時,右壩肩滲流量達0.93 L/s。
2014年10月14日,水利部大壩安全管理中心對《甘肅省疏勒河雙塔水庫安全評價報告》和《雙塔水庫大壩安全鑒定報告》進行了復核,復核結(jié)論的主要內(nèi)容為:主壩左壩肩下游坡抗滑和抗震穩(wěn)定性不滿足規(guī)范要求;主壩左壩肩滲透穩(wěn)定性不滿足規(guī)范要求;副壩滲流安全不滿足規(guī)范要求;正常溢洪道消力池尾坎凍融破壞;泄洪渠交通橋存在安全隱患;輸水洞兩座交通橋設計標準低,損毀較嚴重;大壩安全監(jiān)測設施不全。同意定為“三類壩”。
本次雙塔水庫除險加固的設計方案主要為:對主(副)壩打塑性混凝土防滲墻,主壩墻厚0.8 m,副壩墻厚0.6 m,主壩墻體入巖深度不小于0.8 m,副壩墻體入巖深度1.0 m。對主(副)壩體進行砂礫石培厚,培厚寬度2.0 m,填筑料相對密度≥0.75。對主(副)壩基進行帷幕灌漿(2號副壩為左壩段),灌漿深度為巖石透水率小于5 Lu以下10 m。在1號副壩溢洪道北側(cè)增設2號溢洪道。
根據(jù)施工先導孔資料:主壩和1、2號副壩施工先導孔揭示的各壩體防滲墻基巖面高程基本與勘察資料相符,勘設和先導孔資料均可作為防滲墻施工入巖深度的依據(jù)。
鑒于受20世紀五六十年代施工條件限制,原壩基清基不徹底。施工前現(xiàn)場研究確定防滲墻施工原則:
一是防滲墻施工以勘設資料和先導孔資料為依據(jù)。
二是基巖面界定以粘土防滲墻(1號副壩壩體以碎石土為主局部為粘土心墻、2號副壩壩體為含礫砂土)與壩基片麻狀花崗巖(2號副壩右壩段壩基巖性為磚紅色泥質(zhì)砂巖)的不同巖性為準繩。
三是抓斗施工中以徹底抓不動并抓出較新鮮巖塊為準,量測槽(孔)見巖深度后開始施以沖擊鉆入巖。
四是根據(jù)設計要求:主壩以不小于0.8 m和副壩不小于1.0 m控制入巖深度,在防滲墻入巖深度施工中,一般單槽(孔)采用五孔三抓,巖石堅硬時采用鉆入巖排砸(俗稱趕羊槽),確保入巖深度;待每槽(孔)槽內(nèi)沉淀(<10 cm)清理完成后,再以綱絲測繩量測為準,確定實際入巖深度和及泥漿比重。每槽(孔)待入巖深度、槽(孔)內(nèi)沉淀、泥漿比重三項指標均達到規(guī)范和設計要求后,方可進入下道防滲墻澆筑工序。
主(副)壩壩體砂礫石填筑料培厚寬度均為2.0 m,設計相對密度≥0.75。培厚后主壩壩頂寬度10.0 m,1號副壩除老輸水洞上部的大埡口段壩頂寬度8.0 m外,其余壩段和2號副壩壩頂寬度均為5.0 m。
培厚時填筑料控制厚度0.4 m,含水量控制在6%,并對老壩體表層1.0 m銜接寬度同時進行大型振動碾碾壓4邊,施工、監(jiān)理、質(zhì)檢三方進行現(xiàn)場平行檢測試驗。主壩培厚在0+000~0+220和0+900~0+980左、右兩壩肩地基巖性為弱風化片麻狀花崗巖,0+200~0+900壩基巖性為河床和階地砂卵礫石層,局部淤泥層用砂礫石換填。
培厚壩基均位于地下水位以上,地基碾壓后砂礫石相對密度≥0.75。1號副壩培厚壩基巖性均為弱風化片麻狀花崗巖。2號副壩為壩前低水位時水面距壩址約200 m時培厚,0+000~0+180壩基巖性為前震旦系混合巖,0+180~0+650壩基巖性為新近系泥質(zhì)砂巖夾砂質(zhì)泥巖(見表1)。
表1 主(副)壩體培厚試驗成果
主(副)壩壩基設計帷幕灌漿控制指標為巖石透水率<5 Lu,孔距為1.5 m。經(jīng)現(xiàn)場灌漿試驗,其孔距能滿足設計帷幕灌漿對孔距的要求;主壩壩基帷幕灌漿深度巖石透水率5 Lu線均比設計灌漿深度深5 m,并對5 Lu線以下10 m也進行了帷幕灌漿。
1號副壩帷幕灌漿控制指標與主壩相同,副帷幕灌漿深度比設計灌漿深度深13~25 m,局部達35 m。壩基(肩)滲漏量與庫水位關(guān)系密切。帷幕灌漿后主壩左、右壩肩及1號副壩0+130壩后仍有部分滲漏,經(jīng)歸納分析均為基巖裂隙水滲漏,原因一是設計巖石透水率5 Lu以下基巖裂隙水;二是花崗巖中存在局部囊狀風化巖體,該巖體透水不透漿。
表2 各壩基(肩)滲漏量對比
2號副壩未進行帷幕灌漿,因防滲墻加固后壩后滲漏量明顯減少,加之左、右兩壩肩受地形及基巖面起伏條件限制,不能形成封閉防滲體,考慮到對下游生態(tài)的影響,確定不再對左壩段進行帷幕灌漿(見表2)。
2號溢洪道長301.3 m,閘(渠)基及消力池基礎(chǔ)均座落在弱風化的片麻狀花崗巖上,施工開挖揭露地層巖性與勘察資料相符,地基承載力和變表特性均滿足工程荷載要求?;A(chǔ)采用打錨桿及灌漿相結(jié)合的方式:錨桿為系統(tǒng)錨桿,長度為5 m,間排距為3 m;灌漿采用固結(jié)灌漿,間距2.5 m。
通過本次除險加固工程,基本解決了雙塔水庫樞紐建筑物壩坡抗滑(震)穩(wěn)定、壩體壩基(肩)滲透穩(wěn)定、副壩滲流安全及防洪等方面的歷史遺留問題,為甘肅西部干旱區(qū)水利樞紐安全保障發(fā)揮了舉足輕重的作用,其社會效益、經(jīng)濟效益、生態(tài)效益利在千秋。
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