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強夯在庫區的應用

來源:本站    作者:管理員    發布時間:2015-08-29 17:30:56     瀏覽:1113

強夯法在西瀝水庫大壩加固設計與施工中的應用
    西瀝水庫工程位于深圳市區西北角,水庫樞紐由主壩、副壩、溢洪道、壩下輸水涵管和水電站組成。原主壩采用水中填土方法修建,當初“大躍進”建庫時,壩基末能進行認真處理,加之筑壩方法等問題,雖經1961年、1973年、1978年和1990年多次加固,壩體滲漏問題得到了解決,但壩上游坡比仍然是1∶1.8,壩坡穩定不能滿足規范要求,致使大壩長期處于低水位運行,水庫未能合理的發揮其防洪供水綜合作用。

一、壩體加固設計
    西瀝水庫大壩加固,主要是解決上游坡的穩定。為此曾作了3個方案的比較,最后選用水下填筑用塊石石渣混合料填出水石后進行了強夯的方案。此方案壩頂寬7m,除對下游壩坡進行修坡植草皮外,壩腳處還設置排水道,加設量水堰,壩頂上游側設置高0.9m的防浪墻,上游壩坡比為1∶2.75至高程23.5m,23.5m壩高程以下,采用塊石、石渣混合料進行水下填筑,水深3~7m,使其形成平臺,平臺長370m,寬21m,在平臺進行重錘強夯,對基礎2m厚淤泥和填筑體進行擠密,使混合料的孔隙率小于25%,平臺也作為填土培坡的基礎,23.5m高程以上進行分層碾壓至壩頂,并預留寬度1m作為削坡,削坡后要求新填筑體的干容重達到1.62t/m3的95%以上,壩坡面設置厚25cm的C20混凝土護坡。
    根據鉆探壩體的資料、強夯后相關指標和大壩運行最不利工況,穩定計算按土壩計算程序,得出大壩邊坡穩定安全系數上游Kmin=1.22,下游Kmin=1.28。上下游坡的穩定安全系數均大于規范要求。

二、水下填筑采用強夯施工
    強夯塊石樁墩復合基加固是近年發展起來的一種比較新穎的施工方法。它適用于處理具有相當厚度的軟基,具有施工安全、高效、快捷、經濟等優點。它利用一定的夯擊能量將塊石為主的混合料夯擊到淤泥層中,并穿過淤泥層到建基面上,使混合填料經強夯后內部顆粒重新排列組合,從而改變淤泥層的物理力學指標,使壩體填筑料各項指標達到設計要求。壩體加固標準斷面見圖。
    目前強夯法用于大壩加固在廣東省尚無先例,為保證原壩體邊坡穩定的混凝土防滲心墻的安全,在施工前先要進行強夯試驗,通過試驗對壩坡和心墻進行測試來確定施工參數。
1.測試項目
    a.觀測邊坡有無產生裂縫和位移。
    b.強夯產生的沖擊波振動速度 不損壞大壩防滲心墻,為確保防滲心墻安全,以抗震烈度在理論值6度的基礎上減少1.5度4.5度 為原則,并根據《爆破安全規程》GB3722-89安全振動速度1.5cm/s為依據,確定西瀝水庫大壩安全振動的速度值不能超過1.5cm/s。
2.錘型選用
    本工程選用平錘,錘重150kN,錘底直徑2.26,面積4m2;異型錘,錘重170kN,錘底直徑1.0,面積0.785m2。
3.對振動速度的測試
    振動速度測試采用異型和平錘兩種錘型,通過測試可以看出異型錘能很大,而振動速度比較小,僅0.3cm/s對混凝土防滲墻影響較小,而平錘對混凝土防滲心墻影響相對較大,個別點超過1.5cm/s。
4.強夯的實施
    整個工區分為兩個工區:A區,軟基區,距離涵管中心8m至68m范圍內壩右B區,從距離涵管中心68m至壩左端,長288m。
    A區,每排5個夯擊點,中間3個點采用異型錘,夯擊能2000kN·m,8擊;兩邊2個點用平錘,夯擊能1100kN·m,不少于4擊,以最后兩擊沉降差小于10cm為收錘標準。然后,進行B區的間夯,同樣每排5個點,近壩區一點和近水區兩點用平錘,中間兩點用異型錘,夯擊方法與A區同。完成A、B區間夯之后,把整個場地平整,再進行滿夯。滿夯也分為兩個區,靠壩邊3.5m區,夯擊能為700kN·m,近水邊15m區,夯擊能為1000kN·m,且前后左右夯擊點搭接長度大于30cm。同樣不少于4擊,以最后兩擊沉降差小于10cm為收錘標準。

三、運行效果
    工程于1996年底竣工,經2年運行,現大壩水平位移極微,垂直沉降僅為5mm,均小于一般土石壩的沉降量,也少于振動碾壓堆石壩的3%~5%;壩體滲量比未加固時明顯減少,由原20l/s。s降至71/s。將強夯技術應用于壩前淤泥處理,避免了水利工程中常用圍堰工程大,抽水量多,工期長和投資大的問題,節省投資近千萬元。經兩年多運行檢驗壩體的垂直變形沉降量僅為5mm。壩軸線位移極小,壩體滲漏量減少至71/s以下。

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