分離式面板在水庫(kù)岸坡處理中的運(yùn)用

李和兵

（新疆伊犁州水利電力勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院 新疆伊寧 835000）

分離式面板在水庫(kù)岸坡處理中的運(yùn)用

李和兵

（新疆伊犁州水利電力勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院 新疆伊寧 835000）

岸坡處理是保證水庫(kù)大壩安全運(yùn)行的首要條件，岸坡處理不當(dāng)，會(huì)引起壩肩塌岸、繞壩滲漏、鄰谷滲漏等不良地質(zhì)災(zāi)害，危及壩體穩(wěn)定安全。本文通過(guò)對(duì)壩體右岸岸坡地質(zhì)情況探明分析，闡述了分離式面板在岸坡處理中具有適應(yīng)基礎(chǔ)變形、有效延長(zhǎng)滲徑等特點(diǎn)，為類似工程提供借鑒的經(jīng)驗(yàn)。

岸坡處理 基礎(chǔ)變形 滲漏 分離式面板

1 前言

巴喀勒克水庫(kù)位于特克斯縣西北約15km處的巴喀勒克溝流域齊勒烏澤克鄉(xiāng)境內(nèi)。該工程壩型為砂礫石面板堆石壩，工程于2011年6月開工建設(shè)，2013年10月下閘蓄水。壩體右岸為深厚覆蓋層，巖石頂面出露低于正常蓄水位17.6m,設(shè)計(jì)采用沿水庫(kù)上游方向貼坡做一道副壩來(lái)有效解決大壩壩肩滲漏及壩肩穩(wěn)定問(wèn)題。施工過(guò)程中發(fā)現(xiàn)右岸面板背部基礎(chǔ)斜坡碾壓達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，且岸坡中、底部巖石不規(guī)則零星出露，為適應(yīng)地基變形，合理降低面板背部巖石對(duì)面板的頂托，將原設(shè)計(jì)整體式面板調(diào)整為分離式面板。

2 工程概況

巴喀勒克溝水庫(kù)樞紐工程具有灌溉、供水等功能，是巴喀勒克溝流域牧區(qū)水利工程和防洪的重要基礎(chǔ)性工程。水庫(kù)正常蓄水位為1597.00m，攔河壩高54.66m，水庫(kù)總庫(kù)容為467.36萬(wàn)m3，其中：死庫(kù)容58.63萬(wàn)m3，興利庫(kù)容347.15萬(wàn)m3，調(diào)洪庫(kù)容61.58萬(wàn)m3。工程等別為Ⅳ等小（1）型工程，主要建筑物級(jí)別為：大壩、放水兼導(dǎo)流洞、溢洪道為4級(jí)建筑物，次要及臨時(shí)建筑物為5級(jí)。工程區(qū)基本地震烈度為Ⅷ度，主要建筑物地震設(shè)計(jì)烈度為Ⅷ度。

壩體擋水建筑物為主壩與副壩結(jié)合的砂礫石面板砂礫石壩，主、副壩布置呈“L”型。

3 副壩工程地質(zhì)條件18

右岸高程1570～1573m段邊坡基巖出露，自然坡度23～28°，巖性為凝灰熔巖，巖體呈塊狀結(jié)構(gòu)，岸坡巖體基本無(wú)卸荷，邊坡穩(wěn)定性較好。1573m高程以上為深厚的洪積物覆蓋，厚度25～55m，組成物為洪積粉質(zhì)壤土和含塊石砂卵礫石土，地面坡度平緩，天然狀態(tài)下邊坡處于穩(wěn)定狀態(tài)。右岸表部洪積粉質(zhì)壤土，厚度變化大，臨河岸坡附近一般厚6～8m，向岸里逐漸增厚到20m以上，天然含水率9.1～20.6%；天然干密度1.09～1.26g/cm3。據(jù)鉆孔動(dòng)力觸探試驗(yàn)及縱波測(cè)試成果下部含塊石砂卵礫石土分為上層和下層。上層厚度10～12m，滲透系數(shù)K0=（6.13～9.5）×10-3cm/s，屬中等透水。天然干密度2.05～2.10g/cm3；相對(duì)密度0.67～0.71，縱波速度Vp=310～550m/s。表層相對(duì)密度偏小，向深部密實(shí)會(huì)增加。下層厚度20～23m，滲透系數(shù)K0=（4.2～6.15）×10-3cm/s，屬中等透水。天然干密度2.10～2.12g/cm3；相對(duì)密度0.70～0.73，縱波速度Vp=650～950m/s。

右岸岸坡在岸坡清理過(guò)程中，斜坡中部出現(xiàn)黃土透鏡體，中底部巖石出露不規(guī)則，呈現(xiàn)砂礫石斜坡基礎(chǔ)中鑲嵌黃土及巖石的現(xiàn)狀，且砂礫石斜坡基礎(chǔ)經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)土工碾壓試驗(yàn)驗(yàn)證斜坡面砂礫石基礎(chǔ)相對(duì)密度Dr=0.58～0.67，達(dá)不到設(shè)計(jì)要求的0.85。

4 副壩處理方案

在副壩清理、碾壓完畢后，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)3組土工試驗(yàn)驗(yàn)證副壩面板斜坡面基礎(chǔ)相對(duì)密度Dr=0.58～0.67，達(dá)不到設(shè)計(jì)要求的0.85，且趾板以上水頭為21.7m，鑒于上述情況，提出如下處理方案：

方案一：換填處理

對(duì)已成型的副壩斜坡面采取換填處理，沿趾板特殊墊層后方水平寬度為3m(滿足機(jī)械碾壓)，1575.3m高程以上松散天然砂礫石全部挖除，開挖邊坡1:1.6，采用壩體3B填筑料分層碾壓換填，換填后副壩面板斜坡面填筑料基礎(chǔ)相對(duì)密度Dr≥0.85，檢驗(yàn)合格后澆筑整體式面板，該方案新增挖方11067m3，新增填方11067m3。

方案二：分縫處理

對(duì)已成型的副壩斜坡面采取斜坡碾壓，使斜坡面面層至少50cm范圍內(nèi)天然砂礫石相對(duì)密度Dr≥0.75，檢驗(yàn)合格后澆筑整體式面板，在面板斜長(zhǎng)方向沿趾板翹頭向上每15m設(shè)一道水平縫，水平縫做法同板間縫，該方案新增2道水平縫，總長(zhǎng)340m。

方案三：分離式面板處理

對(duì)已成型的副壩斜坡面采取斜坡碾壓，使斜坡面面層至少50cm范圍內(nèi)天然砂礫石相對(duì)密度Dr≥0.75，檢驗(yàn)合格后澆筑分離式面板，將原面板12m一坡到底40cm整體面板全部調(diào)整為6m× 6m分離式面板，取消面板鋼筋，只增加誘導(dǎo)鋼筋，以適應(yīng)變形，此方案減少140t鋼筋，增加7道水平縫，總長(zhǎng)1218m,增加14道垂直縫，總長(zhǎng)602m。

方案四：塑膜+混凝土板防滲處理

對(duì)已成型的副壩斜坡面采取斜坡碾壓，斜坡坡面坡比為1:2.0，斜坡面面層至少50cm范圍內(nèi)天然砂礫石相對(duì)密度Dr≥0.75，檢驗(yàn)合格后鋪筑兩布一膜（150g/m2/0.3mm/150g/m2），膜上澆注3m×3m素混凝土面板，混凝土面板厚30cm，該方案新增7308.3m2兩布一膜，新增2192.49m3c20f200w6現(xiàn)澆混凝土，減少2923.32m3c30f300w8現(xiàn)澆鋼筋混凝土。

方案一采用換填處理后，整體式面板背部基礎(chǔ)影響范圍有限，在水頭作用下整體式面板不適應(yīng)變形，且施工速度較慢；方案二采用分縫處理，整體式面板規(guī)則分縫不適應(yīng)不規(guī)則的背部地質(zhì)變形，且整體式鋼筋混凝土面板縱、橫縫處理復(fù)雜；方案三采用分離式面板，適應(yīng)基礎(chǔ)背部變形，在背部巖石出露地方人為增加誘導(dǎo)縫來(lái)適應(yīng)地質(zhì)變形，且減少鋼筋用量，但增加了水平縫止水材料；方案四采用塑膜+素混凝土面板防滲處理，塑膜與主壩防滲體不易連接，存在副壩二次開挖，副壩斜坡基礎(chǔ)巖石容易頂穿塑膜，施工速度較慢。綜合分析，副壩處理采用方案三：分離式面板。

5 分離式面板設(shè)計(jì)

5.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

副壩面板采用6m×6mC30F300W8素混凝土面板，取消原整體式面板鋼筋，厚度不變，在水平縫中部增加2m長(zhǎng)φ18誘導(dǎo)縫鋼筋，面板上下各深入1m。

5.2 止水設(shè)計(jì)

（1）垂直縫設(shè)計(jì)同主壩板間縫，縫寬2.5cm，頂部采用GB填料，底部采用W型銅片止水，垂直縫止水細(xì)部如圖1所示。

（2）水平縫設(shè)計(jì)縫寬2.5cm，頂部采用聚氨酯填料，中部采用BW膨脹止水條，中下部設(shè)2m φ18誘導(dǎo)縫鋼筋，面板上下各深入1m，水平縫止水細(xì)部如圖2所示。

圖1 垂直縫細(xì)部圖

圖2 水平縫細(xì)部圖

圖3 面板與隔梁止水大樣

（3）為協(xié)調(diào)主壩與副壩的不一致變形，在主壩與副壩間設(shè)置一道80cm×100cmC30F300W8鋼筋混凝土隔梁采用柔性止水將主副壩連接到一起，主副壩連接止水同周邊縫，上部采用GB填料，底部設(shè)W型銅片止水，銅片底部設(shè)置柔性瀝青砂漿，隔梁細(xì)部如圖3所示。

6 結(jié)語(yǔ)

分離式混凝土防滲面板打破了傳統(tǒng)整體式防滲面板的結(jié)構(gòu)布置,在變形縫的止水設(shè)計(jì)上,取消了傳統(tǒng)的底部銅片止水和頂部橡膠止水帶，將多道止水改為一道設(shè)置在縫口的表面止水，提高了防滲面板的柔性和適應(yīng)壩體變形的能力，防滲措施安全有效，節(jié)約鋼材。是一種值得推廣的低水頭堆石壩防滲結(jié)構(gòu)。

1. 鄧銘江，于海鳴，李湘權(quán)等《新疆大壩建設(shè)進(jìn)展》[J].水利水電技術(shù),2010, (7): 29-35.

2. 風(fēng)煒,何建新《分離式混凝土面板的應(yīng)用》 人民黃河2007.12

10.3969/j.issn.1672-2469.2014.11.019

TV62

B

1672-2469（2014）11-0058-03

18作者簡(jiǎn)介：李和兵（1982年—），男，工程師。