砂礫體圍堰在小型水電站工程中的應(yīng)用及其防滲處理.doc

砂礫體圍堰在小型水電站工程中的應(yīng)用及其防滲處理覃 輝 煌（葛洲壩集團(tuán)第六工程有限公司，湖北省宜昌市，443002）摘要：小型水電站具有工期短、投資規(guī)模小等特點(diǎn)，圍堰填筑標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)較低。本文介紹了砂礫體圍堰的結(jié)構(gòu)和施工方法，以及采用雙層編織布雙層砂礫體編織袋作為堰體迎水面防滲處理的設(shè)計(jì)形式與施工方法，重點(diǎn)介紹了采用深攪墻工藝作為堰體基礎(chǔ)防滲處理的設(shè)計(jì)形式與施工方法，并把滲透水量理論計(jì)算結(jié)果與實(shí)際觀測的滲透水量進(jìn)行比較。實(shí)踐證明，在取土困難而砂礫石蘊(yùn)藏量豐富的地區(qū)，小型水電站采用砂礫體圍堰具有就地取材，降低造價(jià)，填筑速度塊等優(yōu)點(diǎn)。關(guān)鍵詞：砂礫體圍堰 小型水電站 應(yīng)用 防滲處理The gravel body rounds the application that the round is in the small scaled water electricity station engineering and it defends the processing of permeateHuihuangQin(The sixth engineering limited company of the Gezhouba groups, yichang City of province of Hubei,443002)Summary:The small scaled water electricity station has the work period short, invest the scale small etc. Characteristics, the round to fill to build the standard opposite and lower.This text introduces the gravel body to round the structure and the construction methods of the round , and adopt a pair of layerses to weave a layer of cloth gravel body weave bag to be the design form that the body of the round faces the surface to defend the processing of permeate and start construction method, the point introduces the deep mixedblend wall craft of adoption to be the design form and the construction methods that the round body foundation defends the processing of permeate , and permeate the amount of water theories calculation result with prognosticate physically of permeate the amount of water to carry on the comparison. Practice the certificate, at take the region that the soil difficulty but gravel stone reserveses enrich, small scaled water electricity the station adopts the gravel body to round the round to have to acquire necessary material locally, lowering to build the price, filling to build an etc. of speed advantage.Keyword:The gravel body rounds The small scaled water electricity stand Apply Defend the processing of permeate1工程概況華峰水電站位于江西省新余市羅坊鎮(zhèn)笏洲村，是袁河干游上的一座具有航運(yùn)及水利發(fā)電的水利樞紐工程。壩址以上控制流域面積為5094km2。電站正常蓄水位為高程36.5m（黃海高程）。袁河干游右汊道為17孔閘壩，廠房工程位于羅坊鎮(zhèn)笏洲村袁河干游左汊道河床,為河床式廠房，共安裝6臺(tái)軸流式發(fā)電機(jī)組，總裝機(jī)容量7500 KW。該工程于2004年12月25日開工，圍堰填筑施工方案經(jīng)過反復(fù)技術(shù)論證、經(jīng)濟(jì)比較，采取廠房施工區(qū)與閘壩施工區(qū)分期進(jìn)行全斷面截流的導(dǎo)流方式。河床左汊道廠房區(qū)上下游圍堰先進(jìn)行全斷面截流， 廠房具備過流條件后，再施工河床右汊道閘壩區(qū)上下游圍堰。2圍堰填筑2.1 工程區(qū)水文地質(zhì)工程區(qū)位于袁河下游，地勢平坦，主要地貌類型為河谷堆積平原地形及構(gòu)造剝蝕低丘崗阜地形。壩址河床區(qū)地層依次為砂礫層及砂卵石層、泥質(zhì)粉砂巖層；兩岸地層為殘坡積層，主要為紅褐色粘土，土層較緊，粘性較強(qiáng)，可塑，厚度較大。河床區(qū)砂礫層及砂卵石層覆蓋厚度為7.013.5m，呈強(qiáng)透水性，滲透系數(shù)大，砂卵石層以下泥質(zhì)粉砂巖層呈弱透水性，滲透系數(shù)110-4cm/s，兩岸紅褐色粘土地層呈弱透水性，滲透系數(shù)110-4cm/s。2.2圍堰施工方案的選擇圍堰設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為3年一遇洪水，堰頂高程確定為3年一遇洪水位加1.0m超高。上游圍堰堰頂高程為34.90，下游圍堰堰頂高程為33.50。工程區(qū)砂礫石、砂卵石天然填筑料蘊(yùn)藏量豐富，可就近開采運(yùn)輸，故堰體填筑料就近選用砂礫石與砂卵石。堰體基礎(chǔ)砂礫石層與砂卵石層覆蓋層較厚，含水率處于飽和狀態(tài)，滲透系數(shù)大，采用回填換土法形成粘土防滲槽進(jìn)行水下基礎(chǔ)深槽開挖易形成地下潛流，施工時(shí)人員、設(shè)備極不安全，且開挖工程量大。故圍堰填筑方案選擇先直接填筑砂礫體堰體，再進(jìn)行基礎(chǔ)與堰體防滲處理。圍堰施工方案剖面圖如圖1所示。圖1 圍堰施工方案剖面圖2.3圍堰施工簡介華峰水電站廠房圍堰于2004年12月25日開始填筑，填筑前對(duì)堰體與兩岸接頭的亂石、雜土進(jìn)行清除，并在兩岸堆填備用砂礫料。施工總體程序：先填筑上游圍堰，待上游圍堰填筑高出水面1.0m后，再填筑下游圍堰。填筑時(shí)利用3.0m3挖鏟開采河床中的砂礫料，15t自卸車運(yùn)輸，直接從兩岸向河床逐步進(jìn)行雙向進(jìn)占，預(yù)留15.0m寬攏口。合攏時(shí)采用D85型推土機(jī)直接從攏口附近推填堆料進(jìn)行立堵合攏。攏口閉氣后，將堰體加寬加高至設(shè)計(jì)高程，即進(jìn)行圍堰防滲處理。3.防滲處理為解決防滲問題，堰體迎水面鋪設(shè)雙層土工編織布進(jìn)行防滲處理，編織布之間錯(cuò)開搭接縫，人工潛水定位，確保堰腳編織布的水下平鋪長度與正確搭接。編織布從堰頂延伸至水下過堰腳30m 處，坡面壓雙層砂礫體編織袋進(jìn)行防沖處理，坡腳堆3.5m寬1.5m高的砂礫體編織袋，砂礫體編織袋外堆填廢土形成壓腳。堰體基礎(chǔ)采用深層攪拌水泥粘土漿成墻進(jìn)行基礎(chǔ)防滲處理。采用多頭小直徑鉆機(jī)鉆孔，布孔型式為套節(jié)型，開孔直徑為0.3m，孔距為0.2m；根據(jù)灌漿試驗(yàn)確定水泥粘土漿的配比為水泥：粘土：水=1：1：6，水泥采用425#普通硅酸鹽水泥。防滲墻滲透系數(shù)1.010-5cm/s。 防滲墻上部嵌入堰體0.5m，下部嵌入不透水層0.5m。4、基坑滲流計(jì)算與實(shí)際效果比較4.1深層攪拌成墻前基坑滲透流量鋪設(shè)雙層編織布后，由于編織布的不透水性，堰體部分砂礫體滲透量為零；又因兩岸河堤為弱透水性紅褐色粘土地層，滲透系數(shù)110-4cm/s，河堤背后為紅褐色粘土地層河汊平原，故可認(rèn)為來自兩岸河堤的滲透量也為零。因此，基坑可能的滲水將來自堰體基礎(chǔ)下面的砂礫體與砂卵石體透水河床。廠房基坑滲透量計(jì)算模型如圖1所示。利用單寬滲透量計(jì)算公式：q=KHT/（L+0.88T） 注1式中，K為滲透系數(shù)，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)砂礫石基礎(chǔ)取10.83m/d。（1）上游圍堰堰體滲透流量滲徑長L=28.0m，水頭差H=5.0m，滲透層厚T=10.0m（取平均值），則上游堰體單寬滲透流量q上= KHT/（L+0.88T）=14.71m3/（dm）。故上游堰體透流量為：Q上=14.71450（上游堰體長度L=450m）=6619.5（m3/d）。（2）下游圍堰堰體滲透流量滲徑長L=23.0m，水頭差H=4.0m，滲透層厚T=10.0m（取平均值），則下游堰體單寬滲透流量q下= KHT/（L+0.88T）=1362m3/（dm）。故下游堰體透流量為：Q下=1324420（下游堰體長度L=420m）=5720.4（m3/d）。（3）深層攪拌成墻前基坑理論滲透流量Q總= Q上+ Q下=12339.9（m3/d）。4.2深層攪拌成墻后基坑滲透流量深層攪拌成墻后，理論上滲透層厚T=0m，基坑理論滲透流量Q總= Q上+ Q下=0。深層攪拌成墻后，正常情況下，實(shí)際基坑滲流可使用1臺(tái)額定流量為100 m3/h的潛水泵每天1小時(shí)即可抽干，日實(shí)際滲水量約為100m3。5. 深攪成墻施工注意事項(xiàng)深攪成墻是地下工程，施工過程中應(yīng)注意以下事項(xiàng)：（1）由于鉆孔深、砂礫層與砂卵石層較厚，為避免塌孔而產(chǎn)生“埋鉆抱桿”，鉆孔時(shí)每孔應(yīng)采用泥漿護(hù)壁。（2）深攪成墻前，基坑應(yīng)盡量避免抽排水，以維持堰體水位平衡，避免堰體產(chǎn)生流沙、管涌等現(xiàn)象，防止堰體鉆孔部位因水位差而產(chǎn)生塌孔現(xiàn)象。（3）采用循環(huán)方式施工時(shí)，要注意保持泥漿排出量與補(bǔ)給量之間的平衡，防止因補(bǔ)給不足而造成泥漿液面下降。6結(jié)語小型水電站具有工期短、投資規(guī)模小等特點(diǎn)，圍堰填筑標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)較低，砂礫體圍堰是一項(xiàng)可行的技術(shù)，特別是在取土困難而砂礫石蘊(yùn)藏