低液限粉土類基礎(chǔ)橡膠壩工程

一、工程概況蒼龍澗河攔河工程，位于蒼龍澗河入黃河河口，工程北岸為三門峽市黃河游覽區(qū)雞足島，南岸為規(guī)劃黃河游覽區(qū)服務(wù)區(qū)。
蒼龍澗河攔河工程由2跨壩高為4. 5m橡膠壩、三孔進(jìn)水閘以及土壩和交通橋等建筑物組成。工程運(yùn)用特點(diǎn)是蓄清排洪，即納蓄黃河清水排泄蒼龍河洪水。當(dāng)黃河水位高于蒼龍澗河水位時(shí)，開(kāi)啟進(jìn)水閘門，向庫(kù)內(nèi)充水；待黃河達(dá)到最高水位時(shí)，充壩、落閘蓄水；當(dāng)汛期蒼龍澗河出現(xiàn)洪水時(shí)，開(kāi)閘、塌壩泄洪；該工程興建的目的是納蓄河水形成人工湖，將昔日裸露的雜草叢生的荒灘，變成碧波蕩漾、水光相映的水上樂(lè)園，為三門峽市人民提供娛樂(lè)、休閑場(chǎng)所，促進(jìn)三門峽市旅游業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。
二、工程規(guī)模及總體布置
蒼龍澗河攔河工程，由橡膠壩、進(jìn)水閘、土壩和交通橋四部分組成，其中以土壩為主要擋水段，攔河控制段是2跨橡膠壩和3孔進(jìn)水閘，總長(zhǎng)59. 6m，其中橡膠壩段長(zhǎng)38.0m，進(jìn)水閘段長(zhǎng)21. 6m。
橡膠壩共2跨，分別置于進(jìn)水閘兩側(cè)。正常蓄水位高程321. Om?；厮L(zhǎng)1.0km，可形成水面80k㎡，最大蓄水量約400m3。
本文著重介紹攔河橡膠壩工程部分，即橡膠壩袋、充排水系統(tǒng)、錨固系統(tǒng)、上游防滲工程、下游消能防沖工程等。
三、橡膠壩工程設(shè)計(jì)
（一）壩袋設(shè)計(jì)及膠布選用
該工程采用枕式雙錨固充水式壩袋。
（二）壩袋錨固結(jié)構(gòu)
錨固結(jié)構(gòu)采用穿孔螺栓壓板式。上游錨固線距離壩底上游邊為1.5m，下游錨固線壩底板下游邊為4. 73m。上、下游錨固螺栓均為M30。螺栓間距20cm；壩袋兩端錨固螺M24,間距亦采用20cm。

（三）充排水系統(tǒng)
在左、右兩跨壩袋的左、右端對(duì)稱布置一控制閥門豎井，兩豎井結(jié)構(gòu)型式相同。井口高程321. 8m，加設(shè)蓋板，為封閉箱形結(jié)構(gòu)，井口尺寸2m×3m，井底高程315, 8m，底板厚0. 6m，邊墻厚0.4m。閥門井內(nèi)設(shè)置集水井，集水井面積0.8m×0.8m。其底高程314. 7m，井中集水用潛水泵抽排。閥門井內(nèi)部設(shè)爬梯。
兩跨橡膠壩袋充水立壩、排水塌壩由左、右閥門井中一個(gè)手動(dòng)充水閥門和一個(gè)排水閥門控制，充壩水源為市區(qū)自來(lái)水。充排管為同一根水管，管徑+400mm。在閥門井安裝三通管，立壩時(shí)，關(guān)閉排水閥門，開(kāi)啟充水閥門自來(lái)水直接充脹壩袋；塌壩時(shí)，關(guān)閉充水閥門，開(kāi)啟排水閥門，壩內(nèi)水體直接泄入下游河道。
（四）壩袋底板
壩袋底板和上、下游齒墻，均采用鋼筋混凝土現(xiàn)場(chǎng)澆筑，混凝土標(biāo)號(hào)為C20。底板順?biāo)鞣较蜷L(zhǎng)15. 5m，底板厚1.2m，上、下游齒墻深1.8m，齒墻底寬1.5m，下游齒墻預(yù)留水孔。壩底板基礎(chǔ)采用樁端壓力注漿鉆孔灌注樁，樁徑80cm，樁平均長(zhǎng)度10. 5m，樁體伸入第④層級(jí)醌不良圓礫層1. 2m。樁間距2.1～2.4m，樁數(shù)6 3×2根。樁端壓力注漿要求在樁底形成直徑1. Im的結(jié)晶球體，以滿足單樁設(shè)計(jì)承載力835kN／mz。
（五）扶壁式擋墻
下游消能防沖工程的扶壁式擋墻高6. 6～9. 6m，墻長(zhǎng)11. 25m，底寬9m，其中前趾寬1.0m。隔3.2m設(shè)一扶壁，扶壁厚0.4m，底厚0.6m。扶壁式擋墻底板基礎(chǔ)亦采用樁端壓力注漿鉆孔灌注樁，樁徑80cm，樁平均長(zhǎng)度11.0m，樁體伸入第④層級(jí)配不良圓礫層1. 2m．樁間距2.0～2. 7m，樁數(shù)24×2根。樁端壓力注漿要求在樁底形成直徑1.3m的結(jié)晶體，以滿足單樁設(shè)計(jì)承載力1200 kN／㎡。
(六)下游扭面
下游消能防沖段扭面為M7.5漿砌行，水泥砂漿抹面，其底座采用C20鋼筋混凝土現(xiàn)澆，高50cm，與樁端壓力注漿鉆孔灌注樁相連。樁徑70cm，樁平均長(zhǎng)度12. 2m，樁體伸入第④層級(jí)配不良圓礫層1. 2m，樁間距2.1～3.5m，樁數(shù)4×2根。樁端壓力注漿要求在樁底形成直徑1. 02m的結(jié)晶球體，以滿足單樁沒(méi)計(jì)承載力727. 4kN／㎡。
（七）消能防工程
橡膠壩運(yùn)行特點(diǎn)，非汛期立壩蓄水，汛期立壩泄洪，但壩頂溢流水深超過(guò)0. 5m，即泄流量超過(guò)20.4m3／s時(shí)，則開(kāi)閘泄流，以保證壩頂溢流水深不超過(guò)0.5m。水位達(dá)322. 0m，橡膠壩塌落，進(jìn)水閘閘門全部開(kāi)啟時(shí)，橡膠壩段可泄流708m3／s，進(jìn)水閘段可泄洪372m3/s，合計(jì)總共可泄流1080m3／s，基本滿足宣泄50年一遇洪水流量1208m3／s要求。為了防止下游水位影響壩袋振動(dòng)，按50年一遇洪水流量l208rr13／s和30年一遇洪峰流量1031m3／s及壩頂溢流水深0. 5m時(shí)等情況，分別進(jìn)行消能計(jì)算，確保下游均產(chǎn)生遠(yuǎn)驅(qū)式水躍，則需設(shè)置深1. 8m、長(zhǎng)25m的消力池。下游消能防沖設(shè)施總長(zhǎng)度62. 2m。其中陡坡段長(zhǎng)17. 2m，坡度1:3，底層為厚30cm的漿砌塊石，面層為厚50cm的C25鋼筋混凝土；消力池底高程為310. 2m，底板為厚70cm的C25鋼筋混凝土，末端設(shè)C25混凝土防沖齒墻，墻高1. 8m，頂寬Im;海漫段長(zhǎng)20m，前10m底層采用M7.5漿砌石，厚50cm，上、下游設(shè)齒墻，后10m底層采用50cm厚的鉛絲籠塊石，末端設(shè)齒墻深1.5m，底寬1. 5m。距陡坡末端3. 2m處設(shè)消能墩20個(gè)，墩間距1.5m，墩高2m，頂寬0．4m，底寬2. 4m，墩寬1.5m。C20鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。
（八）上游防滲工程
壩上游采用二布一膜土工防滲布鋪蓋，鋪設(shè)長(zhǎng)度為壩前80m，鋪設(shè)高程314. 5m。鋪蓋上游設(shè)混凝土防沖齒墻深1. 5m，底寬0.7m，每10m設(shè)三油兩氈伸縮縫一道。防滲布上面鋪一層厚5.0cm的粗砂，防滲布下面鋪墊30cm厚黏土，基底墊層應(yīng)整平壓實(shí)。復(fù)合膜上游端壓C15混凝土板；寬1.0m，厚0.3m，每10m設(shè)三油兩氈伸縮縫一道。復(fù)合膜上面設(shè)C15混凝土壓條，壓條斷面20cm×20cm，間距縱橫均為2m網(wǎng)格狀，每10m設(shè)三油兩氈伸縮縫一道。鋪蓋上覆蓋厚1．0m的砂卵石保護(hù)層。復(fù)合膜鋪蓋與壩底板及兩岸齒墻連接均采用壓板螺栓連接，螺栓直徑16mm，間距50cm。二布一膜復(fù)合布中間膜厚0.4mm，兩側(cè)無(wú)防布均為200g/m2。復(fù)合膜接縫搭接帶寬10cm，采用熱熔擠壓焯接法拼接。
四、施工導(dǎo)流
施工導(dǎo)流設(shè)計(jì)主要考慮主體工程攔河橡膠壩及進(jìn)水閘施工。
（一）導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)
本工程屬Ⅲ等，主要建筑物為3級(jí)，其臨時(shí)建筑物為5級(jí)，導(dǎo)流工程屬臨時(shí)工程為5級(jí)。其設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)按SL 252-2000《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定，5級(jí)臨時(shí)工程土石建筑物5～1 0年一遇，本工程導(dǎo)流洪水標(biāo)準(zhǔn)采用5年一遇，導(dǎo)流流量為397m3／s。
（二）導(dǎo)流方式及洪水流量
采用原河道導(dǎo)流方式，根據(jù)施工布置攔河樞紐分二期導(dǎo)流施工。一期圍堰先施工橡膠壩、進(jìn)水閘、交通橋及上游防滲工程與下游防沖工程，利用河道主槽進(jìn)行導(dǎo)流，主槽底高程314. 5m，導(dǎo)流槽20m;二期圍堰施工主槽土壩段，利用已建進(jìn)水閘及橡膠壩段導(dǎo)流。上游橫向圍堰，位于壩軸線上游側(cè)lOOm，堰頂寬2m，迎水坡1：1 0，采用編織袋土護(hù)坡；背水面邊坡1：1.5，圍堰上游頂高317. 5m，堰體為土料。
五、主要工程施工
（一）橡膠壩基坑開(kāi)挖及壩段工程
基坑開(kāi)抗，以機(jī)械施工為主，深層小斷面及排水集水溝可用人工開(kāi)挖。先進(jìn)行灌注樁造孔和樁基澆筑；然后開(kāi)挖上游齒墻基坑，澆筑上游齒墻鋼筋混凝土并配合回填鋪設(shè)上游鋪蓋；再開(kāi)挖下游齒墻基坑，澆筑下游齒墻鋼筋混凝土，并鋪謾排水濾體等；完成壩底板下部砂卵石回填，同時(shí)埋設(shè)充排水管道安裝預(yù)埋件，最后澆筑底板鋼筋混凝土。
（二）壩袋安裝
壩袋安裝由橡膠壩袋制造廠家進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)。先清掃底板及周圍場(chǎng)地，準(zhǔn)確安裝底墊片和進(jìn)、出口水帽，再將壩袋就位并進(jìn)行安裝，然后分級(jí)充水試壩交付使用。
六、樁端壓力注漿施工工藝
(1)鉆空、泥漿固壁。
(2)利用聲測(cè)管，作為注漿管、溢漿管、備用管。在孔底采用3個(gè)互相連通的φ150mm圓形壓力注漿室，壓力注漿室由兩塊打孔的圓形鋼板和若干定距塊所組成，上、下兩鋼板間距40mm;上鋼板和注漿管、溢漿管及備用管的下端連接。整個(gè)壓力注漿室用兩層密封層，里層是麻布，外層是塑料布包裹，壓力注漿室放置在孔底。
(3)按常規(guī)方法灌注混凝土，24h后通過(guò)注漿管進(jìn)行注水試驗(yàn)，檢查注漿管是否通暢。
(4)壓力注漿。當(dāng)樁身混凝土強(qiáng)度達(dá)到70%后，即可通過(guò)注漿管向壓力注漿室預(yù)灌注水泥漿，待溢漿管冒漿后，堵住溢漿管，進(jìn)行高壓注漿，隨著水泥漿的不斷灌入，密封層破裂，下鋼板與上鋼板分離，上鋼板仍固定在鋼筋上，下鋼板隨著壓力的增大而下沉，使水泥漿不斷的滲透到持力層中。在樁端形成水泥，碎石與土的擴(kuò)大頭。注漿結(jié)束，采用機(jī)械方法封堵注漿管閉漿，以防止?jié){液流失。
(5)注漿設(shè)備和參數(shù)。
1)注漿泵采用SNC – H300型水泥車，其最大工作壓力為30MPa。
2)注漿壓力為2～6MPa。
3)灌注漿液為525號(hào)普通硅酸鹽水泥，水灰比（重量比）為0.5的水泥漿摻人10%的UEA膨脹。
4)注漿咐對(duì)樁頂上抬量進(jìn)行觀測(cè)，控制不超過(guò)2cm。
5)注漿順序采用先周邊樁，后中間樁的注漿順序。
6)在樁基礎(chǔ)施工前，位于基礎(chǔ)范圍以外，必須進(jìn)行試樁，通過(guò)試驗(yàn)確定滿足設(shè)計(jì)要求的壓漿參數(shù)；進(jìn)行單樁豎向承載力靜載試驗(yàn)；并在樁基完成后，對(duì)所有樁進(jìn)行低應(yīng)變動(dòng)力檢測(cè)。