摘要：深搅桩作为土坝防渗加固的新技术,是处理渗漏和渗透变形的有效途径，昭阳区省耕塘小(一)型水库防渗加固采用深搅桩,获得成功应用。深搅桩在土坝防渗方面应用在昭通为首次,主要对省耕塘水库防渗加固的设计、施工及检测方法进行定量和定性介绍,桩体芯样抗渗大于S6,抗压强度大于等于0.5MPa,防渗加固效果显著。
关键词:省耕塘水库,深搅桩,防渗加固,应用
1工程概况
省耕塘水库位于昭鲁河右岸一级支流秃尾河的上游支流东门小河上，属金沙江水系。水库距昭通市中心2km。水库始建于1956年11月，于1964年竣工。水库径流面积9.65km2，水库总库容152万m3，设计灌溉面积5600亩。
我院于2008年7月完成该大坝工程的除险加固设计工作。2008年11月由云南中航建设有限公司中标进行大坝坝坡整治及水泥土深搅桩防渗墙的施工，2009年5月完工开始蓄水，效果良好，未见渗漏现象。
大坝坝型为均质土坝，50年代施工时，坝基和岸坡的处理均采用人工挖运，河床坝基清基深度普遍为1.5～2.0m，坝基坐落于第四系冲洪积砂砾石层上，均未设置截水槽等防渗设施坝体土料以粉粒、粘粒及砾石为主，级配差，施工质量管理较差，在施工过程中，对上下土层的结合面未作任何处理，致使碾压后的坝体出现分层现象，造成层间水平渗漏。坝体压实度低，结构松散，属中等透水层，水库大坝经鉴定为三类坝。
2工程设计及施工参数确定
除险加固设计：大坝坝顶高程1940.6m，坝顶宽5.0m，坝顶长440.0m，坝高12m，最大坝底宽57.98m,坝顶面以2％坡比向下游倾斜，以便排水。在坝顶上游侧设1.25m高的C25钢筋砼防浪墙，高出坝面1.0m，下游侧设0.5m高路沿石，坝顶路面铺25cm厚C20素砼路面。上下游坝坡分别为1∶3.0、1∶2.25，上游坝面采用10cm厚预制混凝土块护坡，下面用30cm厚碎石和粗砂作反滤层。下游坝坡在排水棱体以上采用草皮护坡，棱体上用干砌石护坡。排水棱体高3m，外坡1∶2.0、内坡1∶1，顶宽2m，底宽6.0m。
大坝防渗采用深搅桩水泥土防渗墙。水泥土防渗墙沿坝轴线布置，深搅机械采用三头SJZ-3深搅机，一次成墙1.2m，水泥土防渗墙最小厚度0.3m，轴线长496.0m，最大孔深16.0m，面积为5866m2。渗透系数小于等于1×10-6cm/s，允许比降大于等于50，水泥土抗压强度大于等于1MPa。水泥土防渗墙的底界伸入微透水层。坝体工程总投资329.86万元。
防渗边界及底界根据水文地质及工程地质条件确定。两坝肩为微透水层，不存在绕坝渗漏；河床坝基冲洪积层属中等透水层，厚0.6～3.0m；坝土为粉质粘土，结构稍至中密，中等透水。故防渗体只在坝体和深入坝基2.0～4.0m范围内设置，即可满足防渗要求。
优点：a.墙体防渗效果好，使用年限较长；
b.投资省；
缺点：a.施工机械要求较高，需要较宽的施工场地；
b.施工深度不能超过25m。
该方案施工难度小、可操作性强、防渗效果可靠、工程投资较省。
坝体及坝基经过深搅桩水泥土防渗墙防渗处理后，渗流计算按心墙坝计算，采用PC-1500中K-2计算。
坝体渗透系数k=1×10-3cm/s,水泥土防渗墙渗透系数k=5×10-6cm/s。心墙厚0.3m计算得浸润与心墙上游面交点Z坐标为6.686m，与心墙下游面交点Z坐标为1.953m，出逸点Z坐标为0.153m。
通过计算得单宽流量为：0.007cm2/s，以坝轴线长估算渗流量为：Q=ql=0.308L/s=26.6m3/d。
渗流稳定分析：粘土的允许渗透坡降为5～7，而大坝上下游水头差只有7m，坝底宽49.30m，故J=H/L=0.14＜[Jc],所以浸润线出逸点不会出现渗透破坏。
3质量检查
质量检测项目：按原材料、防渗深搅桩水泥土、水泥土芯样等分别进行试验。
原材料水泥：大坝防渗深搅桩所用水泥为昊龙牌PC32.5水泥，对所用水泥按《通用硅酸盐水泥》(GB175-2007)标准检验，共抽取了3组水泥，其成果见下表。
水泥试验综合成果统计表
从上表可知，水泥的细度、凝结时间、安定性、抗折强度、抗压强度等所检各项指标均满足《通用硅酸盐水泥》（GB175-2007）的要求。省耕塘水库除险加固深搅水泥土防渗墙工程所用水泥所检项目均为合格。
水泥土：大坝防渗深搅桩设计水泥掺量为15%，共抽检水泥土抗压强度10组，水泥土芯样抗压强度5组，其综合成果见下表。
水泥土芯样试验综合成果统计表
水泥土芯样试验综合成果统计表
按《水下深层水泥搅拌法加固软土地基技术规程》（JTJ/T259—2004）的规定，水泥土抗压强度满足设计要求。
4结语
深层搅拌桩防渗墙可以在粉土、粉质砂土、粉细砂、中粗砂等构成的水库坝基除险加固工程基础防渗中广泛应用,其渗透系数可达到10-6cm/s左右,抗压强度大于0.5MPa,渗透比降大于100,完全能满足设计要求。深层搅拌桩连续墙在省耕塘水库除险加固整治中的应用在为同类水库土石坝的防渗加固探索出了可贵的经验,工程实践证明:深层搅拌桩墙体连续、造价低、工效高、成墙质量好,在平原区水库除险加固工程中具有广泛的推广价值。
参考文献
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