寧夏海原縣中坪水庫大壩基礎濕陷性黃土處理技術淺析

【摘 要】本文主要介紹了水庫大壩基礎濕陷性黃土采用預浸水法進行處理，使其濕陷性提前沉陷消除，以滿足設計要求。由于濕陷性黃土在寧夏分布廣泛，采用此法處理濕陷性黃土效果較好，為類似工程提供了一定的借鑒作用。

【關鍵詞】預浸水法；濕陷性黃土；處理；寧夏海原

Haiyuan County， in the floor of dam foundation Collapsible loess deal with Technical Analysis

Dai Hong-mei，Wang Ni-na，Li Shi-hu

(The Guyuan Water Survey and Design Institute Guyuan Ningxia 756000)

【Abstract】This paper describes the reservoir dam foundation in collapsible loess with pre-soaking method for processing to make it collapsible settlement to eliminate in advance to meet the design requirements. Collapsible loess is widely distributed in Ningxia， the use of this treatment of collapsible loess better to provide a reference for similar projects.

【Key words】Pre-immersion method;Collapsible loess;Processing;Haiyuan

1. 引言

我國濕陷性黃土的分布范圍很廣，寧夏主要分布在南部山區的固原市，濕陷性黃土地基的濕陷特性給水工構筑物帶來不同程度的危害，如沉降、裂縫、傾斜，甚至影響其安全使用，因此對濕陷性黃土必須采取有效的處理措施。濕陷性黃土常用的方法有墊層法、強夯法、擠密法、預浸水法，這些方法在其它地區已普遍使用。預浸水法是濕陷性黃土壩基處理中的一種常用方法，宜用于處理濕陷性黃土層厚度大于10m、自重濕陷量△zs大于500mm的Ⅳ級（很嚴重）濕陷性黃土基礎。2005年在寧夏海原縣中坪水庫工程建設中采用預浸水法對大壩左右壩肩Ⅳ級自重濕陷性黃土進行處理，取得良好的效果。工程于2005年4月開工建設，2011年10月通過寧夏自治區相關部門的竣工驗收。

2. 工程概況

中坪水庫工程位于海原縣鄭旗鄉中坪村，屬清水河一級支流莧麻河流域，是黃河流域水土流失最嚴重的地區之一，也是該縣自然條件最差、經濟發展緩慢的貧困地區。該水庫工程為碾壓式黃土均質壩，控制流域面積171Km2，最大壩高36.5 m，頂長490.0 m，上游坡坡比1：2.5、1：2.75、1：3.0，下游坡坡比1：2.25、1：2.5、1：2.75，頂寬6.0 m。設計總庫容1553.7萬m3，其中淤積庫容858萬m3，興利庫容89.6萬m3，調洪庫容695.7萬m3，屬中型水庫，工程樞紐主要由土壩、泄水建筑物及非常溢洪道組成。

地質報告表明：壩址區屬黃土丘陵地貌單元，可見黃土喀斯特地貌發育，地形復雜，沖溝發育，臨水面多形成陡坎。第四系上更新統馬蘭組黃土，淺土黃色，堅硬狀態，垂直節理發育，可見大孔隙。主要分布在兩壩肩，厚度在勘探深度內未揭穿，主要物理力學性質指標見下表1。

3. 壩基處理

3.1 浸水坑布置。

根據中坪水庫實測的1/500地形圖，左右岸及壩基覆蓋范圍的濕陷性黃土，總面積11900 m2，其中左岸4300 m2，右岸7600 m2，由于面積較大，共布設浸水坑13個，浸水坑深0.8m，泡水預留層厚度取0.5m，以起到增加自重、加速濕陷的作用。13個浸水坑內共布置滲水井1300個，梅花狀布設，深井與淺井相結合，深井底高程控制在1623.0m，最大井深24.0m左右，淺井高程控制在1649.0m，最小井深10.0m左右，平均井深17.0m，總進尺21700m。滲水井直徑為0.15m，井距3.0m，滲水井成孔后，充填碎石，然后再注水浸泡，坑內水深需保持在0.3～0.5m。

3.2 預浸水時間。

預浸水后的地基穩定時間與濕陷土厚度、濕陷特性及浸水坑平面尺寸大小有關，至今尚未有定量分析依據。據有關濕陷土預浸水試驗資料，浸水時間達70～100天，考慮到該水庫壩址濕陷土厚度較大，設計預浸水時間為100天。

3.3 預浸水水源。

工程所在位置處無其它水源，考慮到預浸水浸泡周期長，用水量較大的特點，工程建設中必須采取攔蓄溝道洪水或溝道長流水來解決用水水源，這樣既方便工程建設，同時也可降低用水成本。

3.4 預浸水耗水量。

3.5 濕陷觀測。

濕陷觀測包括地層濕陷觀測，地表變形觀測及耗水量變化觀測等。首先在預浸水前，距離浸水坑50m以外的位置埋置永久性水準點，先觀測后注水，浸水初期，每日定時觀測一次，做好記錄，后期如濕陷量變小，可改為3天觀測一次，同時準確記錄注水時間和水量，觀測表層產生裂縫的范圍、形狀、數量及時間等，以便分析確定濕陷影響的范圍。

判斷濕陷變形穩定的標準應符合《濕陷性黃土地區建筑規范》（GBJ25-90）規定，即最后5天的平均濕陷量小于5mm，認為濕陷變形完成。壩基浸水結束50天后，海原縣水務局委托地質部門進行地質補充勘查工作，浸水前后物理力學指標對照見表2。由表得知，浸水處理后原Ⅳ級自重濕陷性場地變為Ⅰ級非自重濕陷性場地，達到了預期的目標。

3.6 注意事項。

浸水坑開挖嚴格按設計尺寸與高程進行施工，要求坑底平整，再用鉆機成孔，孔徑和深度不得小于設計要求，滲水井填充碎石時應注意防止塌孔，以免影響滲水效果，碎石粒徑控制在20～30mm，河卵石和人工粉碎石均可。

4. 結束語

海原縣中坪水庫兩壩肩均屬Ⅳ級自重濕陷性黃土場地，處理面積較大，厚度較深，采用預浸水法消除自重濕陷滿足大壩壩基要求，該方法處理濕陷性黃土壩基具有施工簡單、投資低、效果好的優點，但施工工期長，耗水量大，一般需水量在10～15t/ m2。該工程的建成運行，為其它類似工程提供了詳實可供參考的資料，具有一定的指導作用和推廣價值。

參考文獻

［1］ 顧淦臣、陳明致等，《土壩設計》，水利電力出版社，1978年.

［2］ 姜峰，王立久等，《水利水電工程專業基礎知識》，黃河水利出版社．2007年版.

［3］ 朱建業、邵維中等，《水利水電工程地質勘察規范》，中國計劃出版社，1999年.

［4］ 《濕陷性黃土地區建筑規范》，》GB50025-2004，中國建筑工業出版社，2004年.

［5］ 《寧夏海原縣中坪水庫工程地質勘察報告》，寧夏水利水電勘測設計院地質隊，2003年.