關于勝豐涵閘基礎地質變化采取措施的簡要分析

楊漢錫

摘 要：獨流入海項目甌江治理工程的重要交叉建筑物——勝豐涵閘，設計洪水標準為20年一遇，閘外側設計洪水位6.80m，主要建筑物級別為4級，根據工程施工開挖后發現閘基地質條件較復雜，清除長期水流作用和沉積成的表層淤泥、淤泥質土，采用粉質粘土回填夯實產生彈簧土，置換摻8%水泥的砂礫石回填壓實。閘基地質為含泥粉細砂，防滲長度不能滿足設計要求，經研究采取涵閘防滲采用閘室上下游宜采用400g/m2的無妨土工布理砌大塊石鋪蓋和高壓噴射混凝土防滲墻相結合的布置形式。

關鍵詞：勝豐涵閘 基礎 防滲方式

中圖分類號：TV223 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）04（b）-0062-01

1 工程設計概況

勝豐涵閘由與內河連接段、閘室段、穿堤箱涵段及與外江連接段組成。閘室段長7.00m，共3孔，單孔孔口尺寸4.00m×4.00m，閘底板厚1.20m，底板頂面高程1.50m，邊墩厚1.20m，中墩厚1.50m。胸墻布置在工作閘門前（內河側）。閘門采用平面定輪鋼閘門，檢修平臺高程7.37m，啟閉平臺高程13.37m。閘室采用C25F50鋼筋砼結構。與內河連接段由C25F50鋼筋砼箱涵、C25F50鋼筋砼擋墻及厚35cm的生態網墊組成。與外江連接段由厚100cm的兩層大塊石水平防沖平臺組成，高程為1.50m。設計平臺控制高程以下根據需要采用拋石填筑，拋石迎水坡坡比為1：4。

2 工程地質情況及存在問題

經地質勘探和施工實際開挖，涵閘基礎主要以含泥粉細砂為主，上部表層淤泥、淤泥質土，砂礫卵石薄層，長期水流作用，沉積環境較為復雜，工程地質條件較差，深部Ⅳ1層粉細砂和Ⅳ2砂礫卵石地層穩定，含泥粉細砂是閘基穩定和抗沖穩定的控制性土層，易被沖刷淘刷，分布范圍和位置較為復雜。為保證涵閘的穩定，采用適當的方法進行地基處理和防滲處理。

3 閘基礎處理方案選擇

3.1 地基處理方法——換填法

目前常用的軟土地基處理方式有：置換、吹砂或碎石墊層加速排水、排水固結法、真空預壓法、爆破擠淤法、樁基處理法、深層攪拌法以及振沖擠密法等。綜合比較上述處理方法的優缺點，根據工程范圍內的地形地質條件和自然地理條件，換填法、樁基處理法及深層攪拌法在本工程宜采用，三種軟土地基處理方法優缺點見表1。

綜合以上分析，涵閘基礎地形開闊，方便開挖，換填法是地基處理方法中最為簡單易行的處理方法，主要用于處理地基表層存在著厚度不大且易于挖除的不良土層，而下臥土層則較好。該方法就是將表層不良地基土挖除，然后回填有較好壓密特性的土進行壓實或夯實，形成良好的持力層，從而改變地基的承載力特性，提高抗變形和穩定能力。

通過挖除閘基長期水流作用和沉積而成的表層淤泥、淤泥質土，按《水閘設計規范》（SL265-2001），粉細砂層基底應力滿足地基承載力要求。清理并平整施工場地后，土基高程為-2.5m，水閘底板底高程為0.3m，考慮現場地表承壓水排出，粉質粘土回填夯實最優含水率難以控制，容易產生彈簧土，又考慮防滲要求，現場采用摻8%水泥的砂礫石回填壓實。按規范閘室基底應力計算公式，在兩種工況下勝豐涵閘應力比及抗滑穩定安全系數滿足規范要求，基底應力也滿足地基承載力要求。

3.2 地基滲透穩定分析——高壓噴射混凝土防滲墻

涵閘開挖后經業主、設計、監理和施工四方聯合驗收，設計地質工程師確認閘基地質為含泥粉細砂，根據《水閘設計規范》（SL265-2001），閘室滲透穩定計算公式：L=C*△H

式中：L—閘基防滲長度，即閘基輪廓線防滲部分水平段和垂直段的總和（m）；

△H—上、下游水位差（m）；C—允許滲徑系數值。

計算控制工況為：外江為設計洪水位6.80m+內河設計底水位1.50m；

最高水頭差為4.93m，取C=5，經計算，閘基允許防滲長度為24.65m，閘基水平防滲由上游箱涵段、閘室底板以及下游箱涵段組成，實際布置底板長度7.00m，加上上游箱涵段長度5.00m及下游箱涵段長度4.00m，設計防滲長度為16.00m，不能滿足防滲要求。

按規范當閘基為粉土、粉細砂、輕砂壤土或輕粉質砂壤土時，閘室上游宜采用鋪蓋和垂直防滲體（鋼筋混凝土板樁、水泥砂漿帷幕、高壓噴射灌漿帷幕、混凝土防滲墻、土工膜垂直防滲結構等）相結合的布置形式。垂直防滲體宜布置在閘室底板的上游端。在地震區粉細砂地基上，閘室底板下布置的垂直防滲體構成四周封閉的形式。粉土、粉細砂、輕砂壤土或輕粉質砂壤土地基除應保證滲流平均坡降和出逸坡降小于允許值外，在滲流出口處（包括兩岸側向滲流的出口處）必須設置級配良好的濾層。

綜合上述情況，本涵閘防滲決定變更采用閘室上下游宜采用400g/m2的無妨土工布理砌大塊石鋪蓋和高壓噴射混凝土防滲墻相結合的布置形式。高壓噴射混凝土防滲墻底高程-10m，上接水閘底板，垂直長度10.3m，滲流長度28m，閘基允許防滲長度為24.65m，滿足防滲要求。

4 結語

在涵閘基礎施工過程中，發現閘基因長期水流沖刷作用，沉積淤泥、淤泥質土等復雜環境影響，閘基控制性土層以含泥粉細砂為主，過程地質條件較差，經科學的技術比較，采用摻8%水泥的砂礫石回填壓實軟土地基的換填法和高壓噴射混凝土防滲墻相結合閘基礎處理方案，滿足規范要求的應力比、抗滑穩定安全系數及地基承載力要求，也滿足防滲要求。經施工建設，涵閘滿足設計要求，有效發揮以防洪為主，結合排澇的建設任務，保障社會經濟持續穩定發展。

參考文獻

[1] 李明利.論穿堤涵閘的防滲加固[J].湖南水利水電，2002（3）.

[2] 浙江省水利水電勘測設計院.永嘉縣甌江治理工程永嘉縣甌江治理工程初步設計報告[J].2012（11）.

[3] 中華人民共和國水利部.水閘設計規范（SL265-2001）[J].北京：中國水利水電出版社.