趙山渡引水樞紐尾水渠坡腳局部塌陷原因分析及處理

金 斌,金鵬程,鄧成發(fā)

(1.浙江珊溪經濟發(fā)展有限責任公司,浙江 溫州 325211;2.浙江廣川工程咨詢有限公司,浙江 杭州 310020)

1 工程概況

趙山渡樞紐工程位于溫州市瑞安市龍湖鎮(zhèn)西北的趙山渡,距溫州市87 km,距瑞安市41 km。

趙山渡水庫通過調蓄上游珊溪水庫 (電廠)下泄水量和攔引珊溪至趙山渡區(qū)間來水,經引水水庫反調節(jié),由輸水渠系向溫州、瑞安、平陽等市縣城鎮(zhèn)居民生活供水及工農業(yè)供水,年供水量7.30億m3,其中生活及工業(yè)供水6.53億m3,農業(yè)供水0.77億m3,改善了農田灌溉6.58萬hm2(98.63萬畝),經濟林地1.10 hm2(16.54畝),并利用多余水量發(fā)電,以達到綜合利用水資源的目的。

2011年11月,在常規(guī)例行檢查中,發(fā)現(xiàn)趙山渡引水樞紐河床式電廠尾水渠右側護坡坡腳(水平段)出現(xiàn)局部斷裂和塌陷,護坡表面出現(xiàn)水平向裂縫。2012年2月,對尾水渠右側擋墻進行全面水下檢查,發(fā)現(xiàn)擋墻墻身存在2處孔洞,孔洞A深度10 cm,孔洞B深度一直通往墻后。

2 工程缺陷分析

2.1 缺陷成因分析

根據水下檢查結果及工程現(xiàn)狀可知,趙山渡引水樞紐尾水渠右側護坡坡腳水平段局部塌陷的原因為重力式擋墻墻后回填料流失,流失通道應為孔洞B(樁號0+130.50 m處,距離尾水渠右側擋墻底板頂面以上1.50m的部位);尾水渠右側護坡表面裂縫也是由于墻后回填料流失,使坡腳局部塌陷,局部坡面因下滑趨勢而產生拉應力所導致。

孔洞A可能由于水流局部淘蝕并不斷沖刷而產生。

2.2 缺陷處理必要性分析

根據對工程現(xiàn)狀的調查以及分析,尾水渠右側護坡坡腳局部塌陷部位如不及時處理,將使塌陷部位繼續(xù)發(fā)展擴大,從而影響尾水渠右側護坡的整體穩(wěn)定,導致尾水渠右側護坡無法正常安全運行。為確保工程安全運行,消除安全隱患,必須對現(xiàn)有的塌陷部位進行相應的加固處理。

本次尾水渠右側護坡坡腳局部塌陷處理方案的目標是封堵尾水渠右側重力式擋墻墻后回填料的流失通道,恢復尾水渠右側護坡坡腳原有斷面,對坡面現(xiàn)有裂縫進行加固處理,從而確保趙山渡引水樞紐尾水渠右側護坡正常安全運行。

根據尾水渠右側護坡坡腳水平段局部塌陷的成因、塌陷情況及坡面受影響范圍,本次處理對象共分為3類:①對重力式擋土墻墻后回填料流失通道的封堵;②對尾水渠右側護坡坡腳水平段塌陷部位的恢復;③對尾水渠右側護坡坡面裂縫的加固。

3 缺陷處理措施

3.1 流失通道封堵施工

圖1 流失通道封堵平面布置及橫剖面圖

3.1.1 孔洞封堵

對位于樁號0+130.50 m處,中心高程為6.60 m的回填料流失通道(孔洞B)采用出口澆筑C20F50微膨脹混凝土的方法進行封堵。孔洞B出口澆筑C20F50微膨脹混凝土(孔洞A進行C20F50微膨脹混凝土回填),深度應不小于30 cm。具體布置見圖1,要求盡可能往孔洞灌注C20F50微膨脹混凝土至密實。

3.1.2 伸縮縫封堵

樁號0+107.50～0+187.50 m段共有5條尾水渠右側重力式擋墻伸縮縫,從現(xiàn)場檢查情況看,該樁號范圍,護坡坡腳水平段有不同程度的開裂、塌陷,雖然水下檢查中未發(fā)現(xiàn)伸縮縫有異常情況,但從出現(xiàn)的開裂、塌陷情況分析,部分墻后土體有可能從伸縮縫中流失,為確保該樁號段擋墻及護坡安全運行,特對5條伸縮縫進行封堵處理。伸縮縫迎水側采用SR防滲材料進行封閉,處理范圍為迎水側墻底至墻頂。具體處理型式見圖2。

圖2 尾水渠右側擋墻迎水側伸縮縫封堵示意圖

3.2 護坡坡腳水平段開裂及塌陷處理

對尾水渠右側護坡坡腳水平段塌陷部位采取混凝土護面開挖,塌陷部位砂粒料回填,表面混凝土護面恢復的方法進行加固處理。

3.2.1 塌陷部位表面混凝土護面開挖

根據工程實際情況,對尾水渠右側護坡坡腳水平段混凝土護面進行開挖處理,處理范圍為樁號0+107.50～0+187.50 m段,順水流方向長80.00 m,垂直水流方向寬1.00 m范圍。

3.2.2 砂粒料回填夯實

對表面混凝土護面挖除后的塌陷部位采用砂粒料進行分層回填,回填頂高程為9.60 m,每層厚度20 cm,采用人工振動輾進行夯實。

3.2.3 護坡水平段混凝土恢復

在尾水渠右側護坡水平段新建C20F50混凝土護面,厚度為40 cm,頂高程為10.00m,范圍為樁號0+107.50～0+187.50 m段,順水流方向長80.00 m,垂直水流方向寬1.00 m范圍。新建混凝土護面順水流方向每隔10.00 m設1道伸縮縫,垂直水流方向與原護坡斜面段間設1道伸縮縫。

3.3 護面裂縫處理設計方案

根據工程實際情況,對尾水渠右側護坡坡面裂縫進行補強處理。具體處理方法如下:

3.3.1 淺層裂縫(縫深小于5 cm)

沿裂縫開“V”型槽,槽寬5 cm,深5 cm,槽內充填環(huán)氧砂漿。

3.3.2 深層裂縫(縫深大于5 cm)

封縫:沿裂縫開“V”型槽,槽寬5 cm,深5 cm,槽內充填環(huán)氧砂漿;鉆孔:鉆孔為騎縫孔,可采用手持式電鉆鉆孔,孔徑20 mm,孔距50 cm,鉆孔位置可根據實際情況調整;清縫:必須注意吹凈孔內粉末;埋管:埋入灌漿管;試漏:用風、水或漿進行試漏;灌漿:由低到高,由一側向另一側依次推進,灌漿壓力取0.15 MPa,灌漿材料為水泥砂漿(水泥標號不得低于425號);拔管封孔:本孔或不出漿孔在15～30min內連續(xù)吸漿率小于10 mL/min且壓力不下降,即可按標準結束灌漿,拔管封孔。

4 結 語

趙山渡引水樞紐尾水渠右側護坡坡腳局部塌陷主要是因為坡腳下部的回填料通過孔洞B流失而引起。2012年11月進行了及時處理,處理效果明顯,確保了尾水渠的正常安全運行,為類似水利工程的缺陷處理提供較好的借鑒。