桂林青狮潭水库大坝加固工程施工经验

资料大小：180KB
资料类型：.WORD
资料等级：
发布时间：2021-08-11

资料介绍

浅谈桂林青狮潭水库大坝加固工程施工经验
黄付辉
(南宁市邕江防洪大堤修建管理处, 广西南宁　530021)
摘　要: 广西桂林青狮潭水库大坝在运行过程中, 检查发现, 在坝体下游高程为183100 m 处有软弱的稀泥夹
层, 在高程为183180 m～ 188110 m 之间有较大的常年渗漏水处。为确保水库下游桂林市等市县人民生命和
财产的安全, 对水库大坝枢纽工程进行加固处理。本文总结了工程的加固处理措施和加固施工情况。
关键词: 水库大坝; 渗漏; 加固措施; 施工方法; 桂林青狮潭
中图分类号: TV 698123　文献标识码:B　文章编号: 100927716 (2003) 0320071203
1　工程概况
青狮潭水库, 位于广西桂林漓江的支流甘棠
江上游, 灵川县青狮潭乡境内, 距桂林市34 km。
水库集水面积474 km 2, 总库容6 亿m 3, 是灌溉为
主, 结合发电、养鱼等综合型的水利枢纽工程。灌
溉面积3508412 hm 2, 电站装机容量为1123 万
kW h。水库大坝长230m。在大坝的右岸设有4 孔
712 m ×10 m 的弧形闸门的溢洪道和地下厂房水
电站一座。枢纽工程于1964 年建成投入运行。按
枢纽工程规范及下游桂林市等各重集名城, 大坝
属É 级建筑物管理。
2　问题的提出
水库大坝枢纽工程建成投入运行中, 经检查,
发现了如下的问题:
(1) 坝体下游高程在183100 m 处, 有一层软
弱的稀泥夹层, 层厚20～ 60 cm。软弱夹层的土质
力学指标低, 致使大坝稳定的安全系数降低, 达不
到大坝安全的要求, 对大坝的安全存在重大的隐
患。
( 2) 在坝体下游高程为183180～ 188110 m
间, 发现较大的常年渗漏水5 处, 水的源头无法查
明, 对大坝的安全存在重大的隐患。
3　处理措施
综合以上发现的问题, 水库大坝已存在严重
不安全因素。根据国家水利部的要求, 水库大坝的
防洪标准要提高到可能最大的校核洪水位, 以确
保水库下游桂林等市县人民生产和财产的安全。
经国家水利部批准, 对青狮潭水库枢纽工程进行
加固处理。
( 1) 在原坝上增高212 m , 即坝顶高程从原
来的230120 m 增高到232140 m。
(2) 坝体下游培土加厚, 增加坝体重量, 宽度
12～ 18 m。高程在183100～ 1220100 m 之间, 用
砂砾石料填筑, 高程在220100～ 229150 m 间, 用
砂砾质粘土填筑。
(3) 对坝左岸基础破碎带进行帷幕灌浆。
(4) 在平行坝轴线加设一道C10 粘土混凝土
防渗心墙。
(5) 加高加厚大坝堆石排水体。
(6) 溢洪道加固改建。
(7) 交通桥、启闭机房加宽加高改建。
4　大坝加固填筑料的主要物理指标
(1) 砂砾石料:
湿容重C
湿= 1815 töm 3
干容重C
干= 1615 töm 3
粘聚力C= 0
内摩擦角<= 27°
(2) 砂砾质粘土:
湿容重C
湿= 21 töm 3
干容重C
干= 15 töm 3
粘聚力C= 4 kgö cm 2
内摩擦角5 = 13°18′
含水量W = 15%～ 20%
含砾石量P= 20%～ 40%
— 71 —
城市道桥与防洪　第3 期2003 年5 月
5　施工工期
施工分为二期进行, 第一期为150100～
229150 m 高程的堆石排水及砂砾石料的施工; 第
二期为229150～ 232140 m 高程的砂砾质粘土的
施工。工序为当第一期工程施工完工后, 进行粘土
混凝土防渗心墙的施工, 待防渗心墙完工后再进
行第二期砂砾质粘土的施工。
6　施工使用的主要机械设备
(1) 载重量为12 t 克拉斯自卸汽车17 台, 5 t
自卸汽车8 台, 装载机6 台。
(2) 120 匹马力推土机8 台, 配套的小型推土
机、羊足碾数台。
(3) 2 m 3 的正反铲挖掘机2 台, 链带式挖土
机4 台。
(4) 振动力为35 t 的振动式辗压机1 台。
7　工程施工情况
711　大坝推石排水体施工
基础开挖采取机械施工为主, 人工修挖为辅。
先用推土机前后排列式方法推集土, 再用反铲挖
掘机装于汽车外运, 人工配合基础底部土层和边
坡的修整和削坡处理。施工时, 水库内的水位高程
为214 m , 由于内外水位高差较大, 基坑周围出现
了渗漏水现象, 加上河卵石与泥土混合, 给施工带
来困难。因此, 我们每天安排三班连续作业, 每台
班平均挖运土方约500 m 3, 历时31 天完工, 共用
机具台班300 多个。
71111　堆石排水体反滤料的铺筑
堆石排水体基础开挖结束经验收合格后, 即
进行底部反滤料的铺筑工作。根据设计要求, 反滤
料分三层铺筑, 每层厚为20 cm , 所用的三层级配
反滤料均经人工筛分级配所得。第一层为砂子, 砂
子粒径d= 1～ 5 mm , 第二层为中砾石, 粒径d= 5
～ 50 mm , 第三层为河卵石, 粒径d = 50～ 100
mm。施工方法, 是用打桩挂线方法控制铺料厚
度, 人口挑料进工作面, 推平并用木板锤打拍平压
实, 并逐段分层铺筑, 保证反滤料密实和层厚符合
设计和规范要求。
71112　堆石排水体的施工
新增的堆石排水体, 是附在原堆石排水体的
下游坡面上, 其规格长×宽×高为100 m ×10 m
×815 m。使用的片石块, 是当地新开采的质地紧
硬的石灰岩石。汽车运输至工作面边, 由人工搬运
到堆石工作面, 分层砌筑, 每层厚度80 cm , 保证
堆石体块石相互交错, 接触紧密。
712　大坝培厚加高施工
71211　填筑材料布置
大坝培厚加高填筑材料的部位布置, 在
220100 m 高程以下的坝体培厚, 是采用透水性能
好且容重大的自然河床中的砂砾石, 220100 ～
232140 m 高程间的坝体培厚, 是采用防渗性能较
好的天然的砂砾质粘土。
71212　施工方法
用人工清除原坝坡的护坡草, 要求挖深10
cm 左右。对岸坡上松动的石块, 人工撬和推土机
推相配合。填筑基础经过清杂、碾压并经试验符合
设计要求后即进行回填程序。随着填筑的增高, 用
推土机把原坝坡面推成台阶式, 台阶高度与填筑
层厚相同, 以便新旧接触面的紧密结合。
采取挖土机挖装, 自卸汽车沿坝坡面的临时
修筑的道路直接运料至坝体填筑工作面, 推土机
推铺, 每层厚018～ 110 m , 由当班现场技术员控
制, 用振动力为35 t 的振动式碾压机碾压6～ 8
遍, 经现场取样试验合格后再继续上一层的填筑
工作。在200100 m 高程之间, 设置了皮带运输设
施。施工中, 部分汽车直接运料至工作面, 部分汽
车运料至皮带进口处, 利用皮带运输机送至工作
面, 这样的施工安排, 解决了车辆在坝坡路上的拥
挤问题, 加快了运料和填筑的进度, 日均填筑850
m 3, 日填高018～ 110 m。
大坝左右两岸坡的连接部位, 振动碾压机无
法碾压, 是用电动式蛙式打夯机夯打。
在220100 m 高程以上的进料道路, 采取经
原坝顶推斜坡修筑临时道路直至工作面。层厚控
制在40 cm , 振动碾压机振碾8～ 10 遍, 由于砂砾
质粘土经碾压后表面光滑, 为了接触面能紧密, 采
用羊足碾压机充分打麻处理。
8　施工中发现的问题和采取的处理措施
(1) 当坝体培厚填土至208100 m 高程时, 检
查发现在高程为218140～ 220120 m 之, 在原坝
坡面与轴线平等的方向, 发现长为112m , 宽为20
～ 50 mm 的裂缝, 可见深度50～ 100 cm。经挖坑
检查和日常观察分析, 这条裂缝应是早期发生, 为
— 72 —
城市道桥与防洪　第3 期2003 年5 月
何未被发现, 主要是护坡草复盖所致。当施工设置
的皮带运输机在运行中产生的震动和振动辗动辗
压机工作时振动波的影响, 以及堆积在皮带运输
机出口处的填料没有及时堆平, 这样就使裂缝增
大, 在此范围内有10 处渗漏水现象, 经取7 个试
样实测结果, 干容重最大值仅C= 1115 töm 3, 土体
含水量大, 处于饱和状态。
我们采取的处理措施是: 把皮带机出口处堆
积的约500 多立方米的砂砾石料推辅, 临时停止
皮带运输机运行。用推土机将裂缝范围老填土推
深115～ 2 m , 再用相同的土料进行分层回填压
实。对于渗漏水现象, 采取集中埋管引流的方法处
理。采取上述的处理方法, 清除了发现的问题和事
故的隐患, 效果良好。
(2) 当堆石排水体基础开挖至174100 m 高
程时, 基坑四周出现渗漏水情况, 特别是靠近原坝
体边, 渗漏水量较大, 经集水井测试, 基坑的渗漏
水量为41149 m 3ö h。经观察, 渗漏点没有带出砂
粒泥尘, 水质清洁。施工中, 我们采取处理措施是:
引水集中, 用水泵连续不停地向外抽排, 使工作面
保持干燥, 符合设计的要求。当堆石排水体砌筑到
渗漏水能自流并不影响施工后, 则停止抽水。
( 3) 堆石排水体的外坡面, 原设计是干砌片
石护坡, 施工中我们了解到, 漓江的支流甘棠江洪
水期水位较高, 如果用干砌片石护坡, 可能因水的
冲刷而淘空堆石体基脚, 我们提出了建议并得到
同意, 即使用混凝土预制块铺砌护坡, 预制块规格
为60 cm ×50 cm ×15 cm , 混凝土标号为C15, 保
证了堆石排水体外观美又能防水冲刷的作用。
(4) 原设计砂砾石料的施工压实干容重C=
1615 töm 3, 施工中, 试验实得施工压实干容重均
值C= 22 töm 3, 故建议设计单位修改参数, 同意改
为压实干容量C= 20 töm 3 控制。砂砾质粘土, 原
设计的施工压实干容重C= 15 töm 3, 施工中, 取样
试验均很难达到设计要求。经分析, 指定使用的填
料, 其含水量和含砾石量均偏大, 故施工碾压很难
达到设计的参数指标要求。建议并得到设计单位
的同意。压实参数指标改为C= 1416 töm 3。
9　对加固工程施工质量分析
911　基础的开挖和处理
测量定点放样后, 由人工清理工作面的杂草、
树根、腐植物, 推土机推集工作面一定深度内的杂
泥土, 装载机、汽车配合外运废料。开挖至设计高
程后, 经设计、建设、施工等三家单位有关单位人
员验收合格后, 方进行下道工序的施工。开挖使用
机械为主, 人工修削为辅, 施工质量良好。
912　砂砾石料填筑施工质量分析
先对指定的料区取样试验, 得结果为: 含砾量
为76% , 粒径5 mm 以下的含量为16% , 含泥量
为8% , 不均匀系数C= d60öd 30= 419< 5, 可见
颗粒的粒度分布厂, 属于不均匀级配。由于砂砾石
含量大, 在工程中可起到骨架和压重的作用。施工
中, 经振动辗压机振压, 细颗粒料充实缝隙, 其施
工控制指标干容重和相对密实度即能达到或超过
设计要求。
工程施工的质量控制办法, 我们的做法是: 在
工作面上, 设置相对的固定点, 当碾压一定遍数
后, 即现场使用灌砂法进行试验, 试验合格的, 则
进行下道工序的施工, 否则增加碾压遍数再经试
验合格为止。
经统计, 现场试验的各项参数指标是: 平均干
容重C= 2210 töm 3, 平均含水量W = 7112% , 孔
隙比E= 01063, 砾石含量P石= 7211% , 砂子含量
P砂= 1913% , 含泥量P泥= 816% < 10% , 相对紧
密度D= 01697> 2ö 3。可见砂砾石料填筑达到紧
密状态。施工各项参数指标累计合格率达96%。
砂砾石料填筑工程施工质量优良。
(3) 砂砾质粘土填筑施工质量分析
工程施工的质量控制方法与砂砾石料填筑的
方法类同。使用环刀试验法取样试验, 经统计, 现
场试验的各项技术参数指标是: 平均干容重C
干=
1517 töm 3, 平均含水量W = 2414% , 含砾石量P石
= 5016% , 凝聚力最大值为Cmax = 0126, 最小值
Cm in = 012, 施工各项参数指标累计合格率达
99%。砂砾质粘土料填筑工程施工质量优良。
10　结束语
青狮潭水库大坝加固工程, 坝体的加固措施
是心墙混凝土防渗和坝体身培厚加重。填筑材料
为河床天然级配