上游围堰截渗处理方案.doc

上游围堰截渗处理方案楠溪江供水工程二期上下游围堰为土石围堰，上游围堰顶高程按梅汛期5年一遇（P=20%）洪水位（9.36m）加安全超高确定为9.86m，堰顶宽6m。上游围堰戗堤高程按非汛期5年一遇（P=20%）洪水位加安全超高确定为5.0m，戗堤顶宽21.81m，戗堤以下为过水围堰。下游围堰堰顶高程按梅汛期5年一遇（P=20%）洪水位（7.6m）加安全超高确定为8.1m，堰顶宽6m。下游围堰戗堤高程与上游围堰相同、戗堤顶宽15.3m，戗堤以下为过水围堰。围堰迎水面边坡为1：1.5，背水面边坡为上游围堰为1：2，下游围堰为1：1.5，堰体采用砂砾石填筑。考虑到二期工程位于河道主槽位置，为应对施工期内发生超标准洪水冲毁二期上下游横向围堰，满足快速修复围堰、恢复施工的要求，本工程二期上下游横向围堰5.0m高程以下采用过水围堰形式，5.0m以上采用自溃式围堰。二期上下游围堰过水围堰防渗采用高喷防渗墙，防渗墙顶高程5.0m，底高程-15.0m。自溃式围堰采用粘土心墙防渗，粘土心墙顶宽2m，两侧边坡为1：0.2。上游围堰于2009年11月完成戗堤填筑，2009年12月完成高喷防渗墙施工。高喷防渗墙采用摆喷法，孔距1.3m，摆角35度，分两序施工。先施工序孔，再施工序孔，施工过程中上游围堰75号-95号孔、107号-119号孔（位于上游围堰右侧岸坡段，长约50米范围）孔口未返浆，施工中采取往孔内灌注黄沙、水玻璃等方法，均未见效。后又在防渗墙上游侧增设一排旋喷孔，但仍未奏效。由于高喷防渗墙未能成墙，目前上游围堰渗漏量达500L/s。二期上游围堰5.0高程以下为过水堰，将经历2010年台汛，围堰渗漏使基坑排水费用增加的同时也存在较大的安全隐患，为确保二期工程安全渡汛，我部拟对围堰渗漏部位进行截渗处理。一、渗漏原因1、地质方面的原因二期上游围堰位于楠溪江右侧深槽段，覆盖层为第四系全新统冲洪积层（al-plQ4）、第四系全新统冲海层(al-mQ4)、第四系上更新统冲洪积层（al-plQ3），基岩为侏罗系上统的西山头组（J3x）。全新统冲洪积层（al-plQ4）、第四系全新统冲海层(al-mQ4)：灰黄色砂砾卵石层，含漂石，粒径一般520cm，砾卵石含量70%90%，含砂量10%20%，含泥量较少，一般小于3%。本层砂砾卵石层厚一般9.6m18.6m左右，主要分布河漫滩表部;偶夹冲海积含淤泥砂砾卵石透镜体，厚1.32.1m，分布高程-4.1-2.9m，分布于右侧深槽中。上更新统（al-plQ3）：为含泥砂砾（卵）石层，黄褐色，重型N63.5=1015击，中密，泥质胶结。砾卵石含量60%左右，砂含量一般在10%，泥含量5%10%，随深度的增加，含泥量逐渐增加，底部局部可达25%。粒径一般510cm，局部有漂（孤）石，砾石成份以火山岩为主，其次为砂岩，砾石表部稍风化。顶板高程-11.0-13.1m。按透水率不同可分为上、下二层：上层为强透水层，渗透系数k=2.07E-15.19E-1cm/s，其底板高程-13.8m-20.5m；下部为中等透水层，渗透系数k=8.13E-42.63E-3cm/s。围堰地基为强透水的砂砾石和含泥砂砾石，本身存在渗漏和渗透变形问题。右侧深槽段近十几年来，由于大量挖砂弃料，河道表层均为8-20cm等粒径砂砾料覆盖,在围堰和河床间形成了极强透水带，是造成渗漏的主要原因。2、施工工艺 围堰防渗采用水泥高压喷射成墙技术，其原理是在设定的压力和流量参数下，利用高速射流切割土体，并按规定的提升速度定向喷射水泥浆，使土体固结，从而达到防渗的目的。高喷防渗墙要求土体级配连续。在级配不连续的等粒径砂砾石中，由于土体无法被切割扰动，孔隙率大，喷射的水泥浆液大量流失，尤其是在有一定水头的渗透压力下，根本无法成墙。三、截渗方案比较 根据高喷防渗墙施工和堰体渗漏情况，我部咨询了设计等有关专业公司，对不同的围堰截渗方案进行了比较。1、水泥灌浆 水泥灌浆是利用地质钻机造孔，按一定压力向土体灌入水泥浆，使水泥浆沿土体颗粒之间的空隙均匀扩散，水泥浆液凝固后起到防渗作用。我部在咨询省水利水电设计院岩土院后，该院建议利用地勘水泥灌浆进行截渗处理，预算费用约190万元。采用水泥灌浆进行防渗处理常见于岩石基础，在高水头砂砾石层且孔隙率较大情况下，其截渗效果难以把握，且施工周期比较长。2、固化灰浆防渗墙 固化灰浆防渗墙是利用冲击式钻机造孔，利用孔内固壁泥浆掺加一定比例的水泥砂浆、粉煤灰及速凝材料水玻璃，在较短时间内原位 固结从而达到截渗效果的施工工艺。 采用冲击式钻机造孔在造孔的同时，利用钻头的冲击力挤压周边土体，使孔壁密实，可以避免因为塌孔造成的堰体渗漏。与回旋式钻机造孔相比，造孔速度快。 造孔分序进行，先施工序孔，后施工序孔，孔距0.8m,孔顶高程5.0m,孔底高程-15.0m。造孔完成后不需清孔，利用孔内泥浆加入一定比例的水泥砂浆后，用气举法将水泥砂浆与泥浆搅拌均匀，固结后即起到截渗效果。固化砂浆凝固后为青-灰黄色固体，其28d抗压强度一般在0.5-5Mpa之间，墙体与堰体间的协调变形能力强。固化砂浆参考配合比见表（一）表（一） 固化砂浆配合比序号配 合 比初/终凝时 间泥浆水泥粉煤灰水砂水玻璃19152203010018522.58h/-291521030100185344h/6.5h391521030100185453h/5.5h 固化灰浆防渗墙墙体材料成本较低，其造价仅为水泥灌浆的一半。采用固化灰浆作为墙体材料防渗效果好，施工中对围堰的施工影响小，能够保证围堰运行安全。3、液压成槽机抓挖法成孔 采用液压成槽机抓挖法成孔速度快、工效高，但由于其成孔原理不同于冲击钻，成孔面积大、在抓挖过程中极易造成坍孔，严重时可能产生管涌引起堰体坍塌，危及围堰安全。 上述三种截渗方案，从围堰运行安全、施工可靠性、造价等方面进行综合比较，我部拟将冲击式钻