朱佳莉

(安徽省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)院，安徽 合肥 230088)

雙擺渡泵站,承擔(dān)著扁擔(dān)河兩岸61.33km2城區(qū)面積的排澇任務(wù)。泵站改擴(kuò)建工程設(shè)計(jì)抽排流量為101m3/s,自排設(shè)計(jì)流量22.8m3/s,為Ⅱ等大(2)型泵站,裝機(jī)容量為9臺(tái)套10010kW。泵站外河側(cè)為長(zhǎng)江,根據(jù)地質(zhì)報(bào)告,泵站深層地基為砂層,該砂層與長(zhǎng)江干流砂層連通,存在復(fù)雜的承壓水滲流場(chǎng),雙擺渡泵站為城排泵站,前池建基面低,承壓水對(duì)泵房及前池部位覆蓋層有頂托破壞作用。為保證泵站的安全運(yùn)行,需對(duì)泵站地基進(jìn)行防滲加固設(shè)計(jì)。

1 地基防滲加固設(shè)計(jì)

1.1 站身地下輪廓線布置

根據(jù)文[3]站基防滲長(zhǎng)度按式(1)計(jì)算:

L=H·C

(1)

其中,L為站基防滲長(zhǎng)度,m;H為最大水位差,m;C為滲徑系數(shù)。

雙擺渡泵站最大防洪水位差H=10.65-3.1=7.55m,建基面位于②3層砂壤土夾粉質(zhì)壤土和②4層粉細(xì)砂夾砂壤土上,設(shè)反濾排水,取滲徑系數(shù)C=9,計(jì)算得:L=68.0m,實(shí)際站基防滲長(zhǎng)度約185.0m(水平投影長(zhǎng)度),遠(yuǎn)大于需要的滲徑長(zhǎng)度,滿足規(guī)范要求。

1.2 站基滲流穩(wěn)定分析(均質(zhì)透水地基)

根據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告,泵站建基面位于②3層砂壤土夾粉質(zhì)壤土和②4層粉細(xì)砂夾砂壤土上,建基面以下該層厚度5.7m～10.2m,滲透系數(shù)k′=i×10-4cm/s;其下臥③ 層細(xì)砂層滲透系數(shù)k=i×10-3cm/s,厚約33.0m;細(xì)砂層以下為砂礫石層?？珊?jiǎn)化為均質(zhì)透水地基考慮,站基滲透壓力采用改進(jìn)阻力系數(shù)法計(jì)算,計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖1所示。

圖1 站基滲流計(jì)算簡(jiǎn)圖(站身段設(shè)雙向攪拌樁防滲墻圍封)

(1)地基有效深度按下式計(jì)算。

(2)

其中,Te為地基有效深度,m;L0、S0為地下輪廓線的水平、垂直投影長(zhǎng)度,m。

(2)分段阻力系數(shù)的計(jì)算。

對(duì)進(jìn)、出口段。

其中，ξ0為進(jìn)出口段的阻力系數(shù);S為齒墻的入土深度,m;T為地基透水層深度,m。

對(duì)內(nèi)部垂直段。

其中，ξy為內(nèi)部垂直段的阻力系數(shù)。

對(duì)水平段。

其中，ξx為水平段的阻力系數(shù);Lx為水平長(zhǎng)度,m;S1、S2分別為進(jìn)口段和出口段齒墻的入土深度,m。

(3)站基水平段和出口段出逸坡降。

(3)

其中,Jk、、Jc分別為站基水平段出允許逸坡降和出口段出逸坡降;h為站身底板段水頭損失值m;hc為出口段水頭損失值m;L為站身底板長(zhǎng)度m;T為地基有效深度m。

泵站地基各工況下滲流出逸坡降計(jì)算成果如表1所列。

泵站建基面位于②3層砂壤土夾粉質(zhì)壤土和②4層粉細(xì)砂夾砂壤土上,查文[3]出口段允許出逸坡降為:[J]e=0.4～0.5(設(shè)反濾層時(shí)數(shù)值還可加大30%,取[J]e=0.52～0.65),水平段允許出逸坡降為:[J]s=0.15～0.25。對(duì)照表1計(jì)算結(jié)果,站基滲流出逸坡降基本滿足規(guī)范要求。

表1 站基滲流穩(wěn)定計(jì)算成果表

1.3 站基滲流穩(wěn)定加固措施

雙擺渡泵站基坑開(kāi)挖至約-4.0m高程,為②3層砂壤土夾粉質(zhì)壤土和②4層粉細(xì)砂夾砂壤土,開(kāi)挖到位后該層在站身和前池段剩余厚度僅4.5m左右。其下為深厚的③ 層細(xì)砂層,與長(zhǎng)江水直接連通。

雖然上述站基滲流計(jì)算成果滿足規(guī)范要求,但總結(jié)以往我省沿江典型雙層結(jié)構(gòu)地基上興建泵站、水閘工程實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn),為有效降低施工期基坑降水難度、削減基坑降水量,提高施工期基坑開(kāi)挖邊坡穩(wěn)定性,并進(jìn)一步提高運(yùn)行期站基滲流穩(wěn)定性,本設(shè)計(jì)考慮對(duì)站基(含前池段)進(jìn)行滲流控制,加固措施為:在站身、前池段地基布置雙向攪拌樁垂直截滲墻,構(gòu)成站基封閉圈,共計(jì)816根樁,樁距0.4m,樁徑0.5m,設(shè)計(jì)平均樁長(zhǎng)16.5m。同時(shí),在前池內(nèi)誚梅科降錐蚊坊ㄐ尾忌Φ500@6.6m無(wú)砂管深層反濾排水井(共56口),井深深入細(xì)砂層內(nèi)8.0m,井底高程約-16m,以利運(yùn)行期站基砂層承壓水安全導(dǎo)滲。

2 加固效果

雙擺渡泵站減壓井及截滲墻于2016-03月施工完畢,減壓井及截滲墻對(duì)泵站在施工期以及泵站建成后減小泵站的揚(yáng)壓力,對(duì)站基滲流安全起到重要作用,經(jīng)觀測(cè),沒(méi)發(fā)現(xiàn)滲流問(wèn)題,防滲處理效果良好。

3 結(jié)束語(yǔ)

雙擺渡泵站地基防滲加固措施中取得了良好效果,該技術(shù)造價(jià)低,處理效果好,可供類似水利工程設(shè)計(jì)時(shí)參考。