新疆XX市九間樓水庫除險加固工程壩前基礎處理

【摘要】九間樓水庫位于沖洪積平原低山丘陵區，地勢南高北低，水庫區主壩段壩基土質為低液限粘土，夾雜淤泥質土，土質很軟，臨近地下水位，不符合填筑壩條件。根據地層條件，提出了壩基拋石擠淤處理方案。

【關鍵詞】除險加固；壩基；壩基處理；拋石擠淤

一、工程概況

項目區位于準噶爾盆地西南緣，西與博爾塔拉蒙古自治州為鄰，南至婆羅科努山分水嶺與伊犁相接，東以巴音溝為界與沙灣縣隔河相望，北至克拉瑪依市、塔城地區托里縣。

九間樓水庫總庫容50×104m3，興利庫容45×104m3，死庫容5×104m3，根據《水利水電工程等級劃分及洪水標準》SL252-2000，工程規模為小（2）型，工程等別為Ⅴ等，主要建筑物為5級，次要建筑物為5級。水庫樞紐主要由大壩、放水涵管及進水口組成。

二、壩體結構設計

2.1 壩體除險加固設計方案

本工程原壩體由當地群眾自行填筑的均質土壩，運行數年來，存在壩頂高程標準達不到有關規范、規定要求，以及工程本身質量差，工程老化失修，滿庫期水庫存在壩后積水、沼澤化等問題。

除險加固設計方案：在全壩段不設防浪墻，盡可能地利用原壩體。考慮到砂礫料及水泥的運距較遠，對原壩體采用前貼后排處理方案（壩前填筑防滲土料，壩后削坡），加高壩體，上游壩頂不設防浪墻，壩頂上、下游側均設置路沿石，在保證原設計庫容不變的情況下，使壩頂高程滿足風浪爬高要求。

2.2 壩體輪廓設計

大壩樁號0-057～0+198為主壩段，在壩頂上、下游側設置C20F200W6砼路沿石，路沿石頂高程為362.05m。上游側橫斷面尺寸為40cm×20×50cm，下游側橫斷面尺寸為40cm×15×50cm，路沿石高出壩頂15cm，壩頂設20cm厚泥結石路面，以2%的坡度傾向下游。主壩段大壩上游壩坡為1：2.5 ，采用砼護坡襯砌，大壩樁號0-460～0-042.62壩段上游砼板尺寸2.5m×2.5m×0.1m。且上游護坡上不設排水管，設縱橫縫，填縫材料為6cm厚高壓閉孔板和4cm厚的聚氨酯砂漿。其余壩段上游砼板尺寸均為3.0m×3.0 m×0.15m。設縱橫縫，高壓閉孔板填縫，并在死水位以上埋設φ100塑管做為排水孔，每塊上埋設4根，間距1.5m。排水管埋設時，出口用塑膜或麻片封堵，以防砼澆筑時堵塞。排水管中需填入0.5～2mm的石子防止泥沙淤積。主壩段壩腳設一道倒梯形阻滑墻，采用C20F200W6砼現澆，阻滑墻每8m設一道伸縮縫，填縫材料為2cm厚L-600型高壓閉孔板。下游壩坡為1：2.0。

三、壩基處理方案

3.1 壩基地質概況

原勘察設計壩基土主要由第四紀沖洪積低液限粘土組成。低液限粘土：土黑色、土灰色，可塑狀態；顆粒比重2.71，土體液限38.8%～40.8%，塑限17.9%～19.5%，塑性指數20.9%～21.3%，天然密度1.87～1.96g/cm3，天然含水率26.4%～31.6%，天然干密度1.42～1.55g/cm3，孔隙比0.773～0.935；滲透系數1.6×10-7 cm/s～2.4×10-7cm/s；壓縮系數0.34～0.61MPa-1，壓縮模量3.2～5.2MPa。

根據現場施工實際情況，大壩樁號0+000—0+125段上游壩坡腳基礎開挖經施工地質現場勘查壩基土質為低液限粘土，夾雜淤泥質土，土質很軟，臨近地下水位，不符合填筑壩條件。

3.2 壩基處理設計

根據施工地質編錄，結合目前國內對小型水庫壩基為低液限粘，夾雜淤泥質土的地質情況處理方法，考慮工程投資、施工方便等因素，本工程對大壩樁號0+000—0+125段壩基基礎采用拋石擠淤處理，處理標準如下：

（1）拋石采用河床卵石，粒徑大于20cm。

（2）拋石范圍從老壩體上游坡腳至阻滑墻向庫區內延伸2m，大壩樁號0+000—0+125段。

（3）拋石擠淤過程中從老壩體上游壩腳把淤泥往庫區推擠。

（4）根據地質建議拋石擠淤處理深度為4m，實際拋石擠淤處理深度根據現場實際施工情況確定。

（5）拋石擠淤處理工作完成后，需施工地質人員對處理后壩基進行現場勘查是否符合上壩要求。

3.3 壩基處理效果及優點

大壩樁號0+000—0+125段壩基通過拋石擠淤處理后，經地質單位勘察，處理后的壩基承載力原大于原設計承載力120kPa，并不破壞壩基抗滲等級。此方案施工方便，投資較小。

四、經驗和建議

根據壩基采用拋石擠淤處理過程中總結的經驗和建議如下：

（1）在拋石施工過程中應全程旁站，嚴格控制施工程序，保證拋石鋪撒均勻。

（2）建議拋石石料應清洗，保證拋石與基礎的結合緊密。

（3）拋石方案處理完成后應停留1-2個月進行觀測，如無沉降再進行壩體填筑。

（4）在后期水庫除險加固設計方案中不建議對壩體采用壩前填筑防滲土料壩后削坡的處理方案，因為壩前基礎經過水庫多年運行，多為淤泥質土且深度較大，基礎處理較為困難。

參考文獻：

[1] 《新疆塔城地區XX市九間樓水庫除險加固工程初步設計報告》，2012年3月版。

[2] 《碾壓混凝土壩設計規范SL314-2004》。