黄壁庄水库副坝高喷墙段安全应用研究

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1、黄壁庄水库副坝高喷墙段安全应用研究　　摘要：黄壁庄水库在除险加固施工中，在副坝A0+117.85m—A0+840m坝段采用高压旋喷墙加固措施。本文分析了该段加固前后地下水位、渗流的变化情况，认为加固措施有效，防渗效果较好。关键词：水库、副坝、水位、渗流中图分类号：TV697文献标识码：A文章编号：1工程概况黄壁庄水库是海河流域子牙河系两大支流之一滹沱河中下游重要的、控制性的大（Ⅰ）型水利枢纽工程，总库容12.1亿立方米，于1958年动工兴建，1959年拦洪，1960年蓄水。经历了1963年特大洪水后，于1965年

2、进行扩建。枢纽建筑物包括主坝、副坝、重力坝、正常溢洪道、非常溢洪道、新增非常溢洪道、灵正渠涵管及电站等。7黄壁庄水库竣工后，在运行中屡屡发生问题，是全国首批43座病险水库之一，1999年3月进行除险加固。副坝垂直防渗墙工程是此次除险加固工程中的重点建设项目。防渗墙采用了高压旋喷墙、混凝土垂直防渗墙、高压摆喷墙三种形式。桩号A0+117.85m—A0+840m坝段采用高压旋喷墙，桩号A0+840m—A5+700m坝段采用混凝土垂直防渗墙，桩号A6+550m—6+750m采用高压摆喷墙，桩号A5+700m—6+550

3、m没有设置防渗墙。2副坝高压旋喷墙段工程地质概况副坝为水中填土均质坝，坝顶长6907.3m，最大坝高19.2m。副坝位于滹沱河右岸古河道冲积层上，左坝肩为马鞍山，右坝肩为马山洪积扇，中部为滹沱河二级阶地。副坝地层一般为四层结构，由上至下为壤土、砂层、卵砾石层、基岩。高压旋喷墙段简称高喷段，位于副坝桩号A0+117.85——A0+840段（桩号A0+128.05m—0+264.47m段为电站重力坝）。该段坝基中砂层厚0—14m，渗透系数10—12m/d，属强透水层，基岩为强风化硅质灰岩，属极微透水—中等透水。坝体上

4、游填筑有防渗粘土铺盖，与坝脚相连；下游布设有减压井和排水沟。减压井的作用是排除坝基和坝体的渗水，排水沟的作用是排除减压井的出水和坝坡及压坡平台的雨水。3副坝高压旋喷墙工程概况3.1高喷墙设计指标7高喷墙段基岩上覆盖层主要为（砂）壤土和中粗砂层，坝顶以下平均深度29.2m，最大深度35m，垂直防渗墙选用旋喷墙，墙底部与基岩相接，入岩0.5m，墙顶高程125.50m。其中桩号0+835.00m—0+840.00m长5m的旋喷墙与混凝土防渗墙接头段，采用双排孔旋喷墙的形式。采用三重管法，孔距不大于0.9m，单孔成桩直径

5、：砂层不小于1.3m，土层不小于1.1m。旋喷墙厚度为60cm，成墙指标：抗压强度土层为R28≥3.0Mpa，砂层为R28≥5.0Mpa；抗折强度土层为T28≥0.5Mpa，砂层为T28≥1.0Mpa；墙体渗透系数K≤1×10-5cm/s量级。3.2工程质量检查3.2.1渗透性试验：共钻检查孔52个，进行注水试验，计算出墙体渗透系数范围为9.16×10-6cm/s—2.50×10-6cm/s，其中多数为10-6cm/s量级。3.2.2力学试验：由检查孔中取芯样进行力学性能试验，抗压试验和抗折试验各40组。试验成果

6、：土层部位抗压强度6.1—22.7Mpa，抗折强度2.8—9.3Mpa。3.2.3墙体厚度抽检：在桩号0+264.47m—0+268.40m段，位于防渗墙的一侧开挖一个尺寸为3.97m×2.0m×7.7m竖井。经观察，墙体连接情况较好，实测墙体厚度一般为0.6m—0.8m，最大为1.1m，最小为0.3m，仅个别部位略小于0.3m。渗流分析在2004年5月黄壁庄水库除险加固工程（竣工前）安全鉴定以及2005年6月黄壁庄水库除险加固工程竣工初步验收中，均指出“副坝桩号0+526.007m坝基渗压观测资料表明，旋喷墙前

7、后渗压水头消减效果不明显，建议补充必要的观测断面，并在工程运用中加强观测和分析。”为此，先后在该段补充埋设了几个坝基和坝体渗流观测断面，现结合观测结果对旋喷墙段的渗流安全性进行评价。4.1墙前墙后水头差4.1.1除险加固工程设计中，在旋喷墙段桩号0+526.80m位置埋设有2支坝基渗压计，分别位于坝轴线上游3.5m（ps0-1）和坝轴线下游1.1m(px0-1)。在库水位119.03m时（2004年2月9日），渗压计ps0-1的观测值为112.09m，渗压计px0-1的观测值为111.92m，二者相差0.17m。

8、截止到目前，在最高蓄水位119.50m时，渗压计ps0-1的观测值为112.93m，渗压计px0-1的观测值为112.72m，二者相差0.21m。4.1.22004年6月，安全鉴定（竣工前）之后，为验证渗压计的观测结果，在桩号0+531.00m布置了4个坝基测压管，轴距分别为上12.3m（01#）、下3.3（02#）m、下30.8m（03#）和下55.6m（04#）。在库