高壓噴射灌漿在深覆蓋層壩基中的應(yīng)用

楊超 劉偉

【摘要】在工程實(shí)際中大部分重力壩均以基巖為持力層，但遇到壩址地質(zhì)條件較差，壩基覆蓋層較厚，以基巖為持力層投資較大，此時(shí)就需要論證采用地基處理，以處理后土基作為重力壩壩基持力層的可行性。

【關(guān)鍵詞】取水樞紐；重力壩；深厚覆蓋層；高壓噴射灌漿

1、工程概況

廂子廠取水樞紐位于重慶市萬盛經(jīng)開區(qū)關(guān)壩鎮(zhèn)興隆村， 本工程擋水建筑物為混凝土重力壩，壩軸線長63.0m，壩頂寬3.5m，最大壩高11.8m，壩頂高程891.30m，上游折坡點(diǎn)高程883.00m，折坡點(diǎn)以下坡比1：0.1，折坡點(diǎn)以上鉛直，大壩下游折坡點(diǎn)887.80m，折坡點(diǎn)以下坡比l：0.7，折坡點(diǎn)以上鉛直。

2、壩型、壩軸線的選擇

2.1壩軸線確定

壩址下游50m處有崩積體，河床和河漫灘寬65m，河谷地形平坦，建壩條件差；壩址上游已接近庫尾，無蓄水庫容，不能達(dá)到蓄水調(diào)節(jié)目的，無成庫條件。根據(jù)現(xiàn)場踏勘，壩址處河床相對(duì)較窄，兩岸坡為崩積土和殘坡積土形成的平臺(tái)，兩岸岸坡較順直，岸坡坡度37°左右，覆蓋層相對(duì)較薄，左右岸坡穩(wěn)定，所選線為唯一壩軸線。

2.2壩型比選

根據(jù)地質(zhì)鉆探揭示壩址處，為塊碎石土，主要由鈣質(zhì)頁巖塊碎石夾粉質(zhì)粘土組成，表層0.3m為耕植土，鈣質(zhì)頁巖塊石細(xì)～中粒結(jié)構(gòu)，粒徑2～25cm，粉質(zhì)粘土干強(qiáng)度中等～高，土石比6：4。從地質(zhì)條件分析此處適宜新建重力壩和土石壩。根據(jù)地質(zhì)調(diào)查壩址附近15km以內(nèi)無滿足質(zhì)量、儲(chǔ)量要求的土料，而且壩址上游集雨面積大，坡降陡，山區(qū)洪水陡漲陡落，施工場地狹窄，不利于土石壩施工布置，綜上所述推薦重力壩方案。

3、 基礎(chǔ)處理

壩址區(qū)地層巖性有殘坡積（Q4el+dl）、崩坡積（Q4col+dl）、沖洪積（Q4al+pl）土層。殘坡積土層分布在兩岸斜坡地形平緩處；崩坡積土層分布在兩岸斜坡地帶、沖洪積土層分布在溝谷內(nèi)，斜坡上土層厚度0～4.7m，溝谷內(nèi)的土層厚度4.7～14.6m，呈硬塑狀，上部0.3m含植物根系。

（1）河床壩塊基礎(chǔ)處理

河床壩塊基礎(chǔ)為深厚覆蓋層，為提高壩基承載力，減小壩體沉降量，對(duì)覆蓋層進(jìn)行采用二管法高壓噴射灌漿處理，上游布置3排高壓噴射灌漿孔，單排孔數(shù)41個(gè)，孔間排距0.8m，采用擺噴形成防滲墻至強(qiáng)風(fēng)化基巖中部，以下采用帷幕灌漿至10Lu線。

防滲墻下游布置10排高壓噴射灌漿孔，上游外延1排，單排孔數(shù)21個(gè)，按梅花形布置，孔間排距1.5m，采用旋噴形成樁，孔深至強(qiáng)風(fēng)化基巖中部，處理完成后采用現(xiàn)場原位靜載荷試驗(yàn)，地基承載力特征值不低于350kpa。水泥是噴射灌漿的基本材料，水泥采用速凝～早強(qiáng)型，需在水泥漿中加入4%氯化鈣等速凝早強(qiáng)劑，在水泥漿中摻入2～4%的水玻璃，提高其抗?jié)B性。高壓噴射灌漿固結(jié)體特性參數(shù)見表1—1。

（2）左右岸坡壩塊基礎(chǔ)處理

左右岸坡壩塊，壩基以強(qiáng)風(fēng)化頁巖中下部為持力層，地基承載力不低于350kpa。

（3） 基礎(chǔ)防滲處理

據(jù)現(xiàn)場試驗(yàn)驗(yàn)，鈣質(zhì)頁巖中風(fēng)化帶的透水率0.75Lu

（4）河床壩塊上游布置3排高壓噴射灌漿孔，形成2.2～2.6m厚防滲墻，設(shè)計(jì)要求滲透系數(shù)小于10-5cm/s，采用擺噴形成防滲墻至強(qiáng)風(fēng)化基巖中部，以下采用帷幕灌漿至10Lu線。1、4#壩塊壩基采用帷幕灌漿進(jìn)行防滲處理。帷幕灌漿孔位沿沿壩頂距離上游面1.3m處布置，孔距2.0m，左、右岸將壩基防滲帷幕延伸至正常蓄水位與地下水位線相交處，向左壩肩延伸6.0m，右壩肩延伸4.0m，防滲墻及帷幕灌漿深度至基巖相對(duì)不透水層（按≤10Lu控制），灌漿完成后對(duì)帷幕灌漿孔進(jìn)行封孔。

（5）復(fù)合地基承載力計(jì)算

復(fù)合地基承載力估算公式

根據(jù)規(guī)范：初步設(shè)計(jì)階段結(jié)合地區(qū)經(jīng)驗(yàn)參數(shù)及工程實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，通過試算，采用二管法高壓噴射灌漿，樁徑取1.0m，間排距1.5×1.5m布置灌漿孔，復(fù)合地基承載力可以達(dá)到350kpa，可以滿足設(shè)計(jì)承載力要求。灌漿完成后通過現(xiàn)場原位靜載荷試驗(yàn)，進(jìn)行檢驗(yàn)，地基設(shè)計(jì)要求承載力不低于350kpa。

4、結(jié)論

通過對(duì)深厚覆蓋層采用高壓噴射灌漿的地基處理，解決了壩基承載力不足、沉降變形、滲漏穩(wěn)定等問題，通過本工程的成功實(shí)施，今后工程實(shí)施過程中遇到深厚覆蓋層可以采用類似處理方式。

參考文獻(xiàn)：

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