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鄧家溝水庫(kù)大橋沖擊成孔灌注樁施工方法對(duì)大壩的影響,水利工程管理論文鄧家溝水庫(kù)位于貴州省習(xí)水縣境內(nèi),因修建仁懷至赤水高速公路需要,線路跨水庫(kù)修建鄧家溝水庫(kù)大橋。該大橋有12個(gè)樁基采用沖擊成孔灌注樁施工方案,為研究該施工方式方法對(duì)水庫(kù)大壩影響程度,主要采用現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)及理論研究相結(jié)合的方式。1、工程大概情況1.1地質(zhì)條件鄧家溝水庫(kù)大橋位于習(xí)水縣桑木鎮(zhèn)森林村,為道路跨越水庫(kù)而建設(shè)。橋址區(qū)屬中切壟脊中山地貌,微地貌為寬谷,道路穿越段寬谷呈近南北向展布,寬谷兩岸地形坡度較陡,約30~40,區(qū)內(nèi)橋軸線經(jīng)過(guò)地面最高處標(biāo)高為887.67m,最低處標(biāo)高為842.507m,相對(duì)高差約為45m。植被弱發(fā)育。根據(jù)工程地質(zhì)調(diào)繪、鉆探揭露及室內(nèi)巖土試驗(yàn)結(jié)果,勘探深度范圍內(nèi)地層上部主要由第四系坡殘積(Q4el+dl)粘土、粉質(zhì)粘土、淤泥、碎石土、塊石土組成,下伏基巖為奧陶系上統(tǒng)(O1m)灰?guī)r、泥巖,中下統(tǒng)(O2+3)灰?guī)r。第四系土層分布在溝谷及斜坡地區(qū),厚度較大,主要為第四系坡殘積(Q4el+dl)粘土、粉質(zhì)粘土、淤泥、碎石土、及塊石土,下伏基巖為奧陶系上統(tǒng)(O1m)泥巖、灰?guī)r,中下統(tǒng)(O2+3)灰?guī)r。地層產(chǎn)狀19815、25020。根據(jù)其成因類型、地質(zhì)時(shí)代、節(jié)理裂隙發(fā)育程度、風(fēng)化程度及強(qiáng)度差異分為4層。橋址區(qū)地表水發(fā)育,主要為水庫(kù),匯水面積大,道路跨越段水庫(kù)寬約120~180m,水深5m左右,水量受大氣降水影響。1.2項(xiàng)目介紹橋址區(qū)與鄧家溝水庫(kù)大壩較近,位于橋址區(qū)的左側(cè),近期的直線距離只要37m左右。大橋中心里程左線為ZK60+456.0,右線為YK60+469.0,左線起訖樁號(hào)ZK60+321.96~ZK60+608.04,全長(zhǎng)286.08m,設(shè)計(jì)為740mPCT梁;右線起訖樁號(hào)YK60+343.96~YK60+594.54,全長(zhǎng)250.58m。華而不實(shí)進(jìn)行沖擊成孔灌注樁施工的12個(gè)樁基為Z3#-1、Z3#-2、Z4#-1、Z4#-2、Z5#-1、Z5#-2、Y2#-1、Y2#-2、Y3#-1、Y3#-2、Y4#-1、Y4#-2(見(jiàn)圖1)。樁下基巖均為中風(fēng)化泥巖;該橋其他樁位并不采用沖擊成孔灌注樁施工方式。華而不實(shí)距大壩近期的沖擊成孔灌注樁鉆孔為Z3#-1號(hào)樁基。在施工期間,水庫(kù)水位已放至排水孔下面,估計(jì)深度為1m左右;沖擊錘質(zhì)量為7~8t,沖程為2~3m,泥漿比重為1.05~1.20。2、監(jiān)測(cè)系統(tǒng)測(cè)點(diǎn)布置本次監(jiān)測(cè)采用的儀器為UBOX-5016振動(dòng)智能監(jiān)測(cè)儀,完好的振動(dòng)監(jiān)測(cè)經(jīng)過(guò)能夠分為3個(gè)部分,分別是測(cè)試參數(shù)準(zhǔn)備、現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試、數(shù)據(jù)回放。固定測(cè)點(diǎn)布置分別在水庫(kù)壩頂、水庫(kù)壩基臺(tái)階以及水庫(kù)附近的裸露基巖上,每個(gè)測(cè)點(diǎn)設(shè)置3個(gè)觀測(cè)方向,分別用于安裝垂直、徑向和切向3個(gè)方向速度傳感器,監(jiān)測(cè)鄧家溝水庫(kù)大橋沖擊成孔灌注樁施工對(duì)鄧家溝水庫(kù)大壩的振動(dòng)影響;并且對(duì)水庫(kù)大壩周邊采用部分臨時(shí)點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測(cè),測(cè)點(diǎn)詳細(xì)布置見(jiàn)表1,測(cè)點(diǎn)分布實(shí)際照片見(jiàn)圖2。監(jiān)測(cè)點(diǎn)距離Z3#-1、Y3#-2和Y3#-1詳細(xì)距離具體情況見(jiàn)表1。華而不實(shí):1號(hào)與9號(hào)點(diǎn)位于壩體接近位置基礎(chǔ),監(jiān)測(cè)壩體基礎(chǔ)部分振動(dòng)情況;2號(hào)位于壩體上部,監(jiān)測(cè)壩體上部壩頂處振動(dòng)情況;4號(hào)和5號(hào)位于監(jiān)控壩體上部溢水孔處,監(jiān)測(cè)上部構(gòu)造物產(chǎn)生的振動(dòng)情況;8號(hào)位于該壩體原有裂紋處,監(jiān)測(cè)該裂紋處產(chǎn)生的振動(dòng)情況;6號(hào)和7號(hào)分別位于壩體兩端,監(jiān)測(cè)該大壩兩端振動(dòng)情況;3號(hào)位于接近大壩的裸露基巖處,通過(guò)該處監(jiān)測(cè)該大壩附近基巖的振動(dòng)情況。3、監(jiān)測(cè)結(jié)果及分析3.1監(jiān)測(cè)結(jié)果沖擊成孔灌注樁施工順序?yàn)閅3#-2、Z3#-1和Y3#-1,前期施工為安全起見(jiàn),先施工距水庫(kù)大壩較遠(yuǎn)的樁號(hào),后期為了監(jiān)測(cè)需要施工了近期的Z3#-1,進(jìn)而判定施工振動(dòng)對(duì)大壩的影響程度。在Y3#-2施工期間僅布置了1、2、3號(hào)監(jiān)測(cè)點(diǎn),在施工經(jīng)過(guò)中,監(jiān)測(cè)儀器均為被觸發(fā),未監(jiān)測(cè)到任何振動(dòng)數(shù)據(jù)。在Z3#-1施工期間,施工至3m左右,1、2、3號(hào)監(jiān)測(cè)點(diǎn)未監(jiān)測(cè)到任何振動(dòng)數(shù)據(jù)。在其施工至6~7m深時(shí),又相應(yīng)增加了4、5號(hào)監(jiān)測(cè)點(diǎn)。在沖擊經(jīng)過(guò)中,4號(hào)監(jiān)測(cè)點(diǎn)測(cè)試到相關(guān)振動(dòng)數(shù)據(jù),詳細(xì)測(cè)試數(shù)據(jù)見(jiàn)表2,實(shí)測(cè)振動(dòng)波形及頻譜圖見(jiàn)圖3、圖4。在Y3#-1施工期間,又增加布置了6~9號(hào)監(jiān)測(cè)點(diǎn),在其施工至5m時(shí)均未測(cè)試到任何數(shù)據(jù)。3.2結(jié)果分析根據(jù)GB6722-2018(爆破安全規(guī)程〕、DL/T5333-2005(水利水電工程爆破安全監(jiān)測(cè)規(guī)程〕,對(duì)于水庫(kù)大壩質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度安全控制標(biāo)準(zhǔn)參考水電站及發(fā)電廠中心控制室設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)為:水電站及發(fā)電廠中心控制室設(shè)備,質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)峰值速度不大于0.5cm/s。根據(jù)表2監(jiān)測(cè)結(jié)果,鄧家溝水庫(kù)大橋沖擊成孔灌注樁施工對(duì)鄧家溝水庫(kù)大壩周邊產(chǎn)生的振動(dòng)速度最大值為0.068cm/s,均未超過(guò)該大壩質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)控制標(biāo)準(zhǔn)(0.5cm/s),不會(huì)對(duì)該大壩造成損傷。3.3理論比照根據(jù)該項(xiàng)目采用沖擊錘重7~8t,沖程為2~3m,泥漿比重為1.05~1.20,進(jìn)而計(jì)算該沖擊錘所做的功最大為:W=204kJ,僅相當(dāng)于0.058kg炸藥。根據(jù)(爆破安全規(guī)程〕中爆破安全振動(dòng)安全允許距離:式中,R爆破振動(dòng)安全允許距離,近期值66m;Q炸藥量,kg;V保衛(wèi)對(duì)象振動(dòng)允許速度,0.5cm/s;K、與爆破點(diǎn)至計(jì)算保衛(wèi)對(duì)象間的地形、地質(zhì)條件有關(guān)的系數(shù)和衰減指數(shù),泥巖為軟巖石,K和取值分別為300和1.9。計(jì)算得:Q=11.8kg。按沖擊錘所做功相當(dāng)于0.058kg炸藥進(jìn)行爆破振動(dòng)計(jì)算得:V=0.017cm/s,其值也遠(yuǎn)小于0.5cm/s的允許值。理論計(jì)算同實(shí)際監(jiān)測(cè)結(jié)果吻合,監(jiān)測(cè)結(jié)果可信。4、結(jié)論通過(guò)對(duì)鄧家溝水庫(kù)大橋沖擊成孔灌注樁施工對(duì)鄧家溝水庫(kù)大壩的振動(dòng)監(jiān)測(cè)結(jié)果的分析研究,能夠得出如下結(jié)論:(1)沖擊錘質(zhì)量7~8t,沖程為2~3m時(shí),對(duì)Z3#-1、Y3#-2和Y3#-1樁位進(jìn)行沖擊成孔灌注樁施工時(shí),并未觸發(fā)大壩壩體、大壩基礎(chǔ)以及鄰近基巖處監(jiān)測(cè)儀器,未采集到任何數(shù)據(jù),故不會(huì)對(duì)鄧家溝水庫(kù)大壩壩體產(chǎn)生損傷。因此在控制沖程以及沖擊錘質(zhì)量不變的前提下,對(duì)于其他9個(gè)樁基進(jìn)行沖擊成孔灌注樁施工,并不會(huì)對(duì)大壩產(chǎn)生損傷。(2)后經(jīng)過(guò)加設(shè)監(jiān)測(cè)測(cè)點(diǎn)4、5,該Z3#-1樁位沖擊成孔灌注樁施工對(duì)水庫(kù)大壩上方溢水孔上部構(gòu)造產(chǎn)生的振動(dòng)速度最大值為0.068cm/s,仍未超過(guò)水庫(kù)大壩質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度安全控制標(biāo)準(zhǔn)0.5cm/s,表示清楚Z3#-1樁位沖擊成孔灌注樁施工方式并未對(duì)大壩上部構(gòu)造物產(chǎn)生損傷。在增加監(jiān)測(cè)點(diǎn)后,Y3#-1號(hào)樁施工并未觸發(fā)1~9號(hào)所有監(jiān)測(cè)點(diǎn)。因此在控制沖程以及沖擊錘質(zhì)量不變的前提下,對(duì)于10個(gè)樁基進(jìn)行沖擊成孔灌注樁施工,并不會(huì)對(duì)大壩上部構(gòu)造物產(chǎn)生損傷。以下為參考文獻(xiàn):[1]胡兵,徐穎.露天礦山深孔臺(tái)階爆破振動(dòng)監(jiān)測(cè)與分析[J].安徽工程大學(xué)學(xué)報(bào),2020,27(2):92-94.[2]趙明生,池恩安,魏興.孔內(nèi)微差起爆降振技術(shù)在路塹開(kāi)挖爆破中的應(yīng)用[J].礦業(yè)研究與開(kāi)發(fā),2020,33(2):118-120.[3]黃衛(wèi)清,穆大耀,譚俊倫,等.蘭坪鉛鋅礦露天礦爆破震動(dòng)監(jiān)測(cè)與分析[J].礦冶,2020,21(2):79-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