青草沙水庫大堤滲流特性研究

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1、青草沙水庫大堤新建東堤段滲流特性研究摘要：關(guān)鍵詞：前言青草沙水庫位于長興島北側(cè)和西側(cè)的中央沙、青草沙以及北小泓、東北小泓等水域范圍，由青草沙庫區(qū)和中央沙庫區(qū)組成。青草沙水庫設(shè)計(jì)供水規(guī)模719萬m3/d，水庫有效庫容4.35億m3。青草沙水庫環(huán)庫大堤由南堤、西堤、北堤、東堤及長興島海塘組成，總長48.41km。根據(jù)青草沙水庫運(yùn)行要求，水庫的最高蓄水位為7.00m，水庫的最低運(yùn)行水位為-1.50m。庫外長江側(cè)三百年一遇高潮位6.38m，百年一遇高潮位6.09m，百年一遇低潮位-0.07m。水庫大堤承受雙

2、向水頭，而水庫大堤堤基主要為砂土和粉細(xì)沙，滲透性大，易造成水庫漏水，同時(shí)滲流穩(wěn)定性差，容易發(fā)生滲透變形而導(dǎo)致圍堤堤基滲流破壞。堤身采用充填砂土和吹填砂土筑堤，抗?jié)B透變形能力也較弱，因此需對水庫大堤各段進(jìn)行專門滲流穩(wěn)定分析。但由于水庫工程的重要性和地基及堤身土的滲透復(fù)雜性，本次在已有相關(guān)成果的基礎(chǔ)進(jìn)一步開展水庫大堤滲流控制的研究，主要包括現(xiàn)場大堤的滲流觀測，以及大堤形成一段時(shí)間后堤身及地基土的物理、力學(xué)指標(biāo)和滲流特性的變化分析等，使水庫大堤的滲流控制措施即確保大堤安全可靠，又經(jīng)濟(jì)合理。3.勘察目的及主

3、要技術(shù)要求（1）在不同部位（如堤基、堤芯、堤外充填砂棱體等）選取適當(dāng)數(shù)量的未擾動(dòng)土樣在滲透儀上進(jìn)行室內(nèi)變水頭法測定滲透系數(shù)，并對試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，提出堤身和堤基土的滲流參數(shù)；在管涌儀上進(jìn)行滲透變形試驗(yàn)，測定土層的臨界坡降和破壞坡降。（2）進(jìn)行常規(guī)室內(nèi)土工試驗(yàn)項(xiàng)目，主要包括物理性試驗(yàn)項(xiàng)目（W、ρ、G、Wp、Wl、顆粒分析試驗(yàn)累積曲線和分布曲線）和力學(xué)性試驗(yàn)項(xiàng)目（壓縮試驗(yàn)、直剪快剪、固結(jié)系數(shù)等）。（3）將本次勘察、試驗(yàn)得到的有關(guān)數(shù)據(jù)與已有勘察報(bào)告、試驗(yàn)研究成果中的有關(guān)數(shù)據(jù)逐一作對比分析，并列出其變化

4、值。（4）通過現(xiàn)場抽（注）水試驗(yàn)，檢測相關(guān)堤身的滲流參數(shù)。（5）通過現(xiàn)場試驗(yàn)及常規(guī)室內(nèi)土工試驗(yàn)等，進(jìn)一步分析各段大堤堤基的滲透破壞型式、滲透臨界坡降和破壞坡降，對各段大堤堤基的滲漏、滲透穩(wěn)定等問題進(jìn)行評價(jià)。已建青草沙水庫圍堤堤基普遍存在砂質(zhì)粉土和粉砂地層，滲透性大，是庫區(qū)的主要透水層，易造成水庫漏水；砂土滲流穩(wěn)定性差，容易發(fā)生滲透變形而導(dǎo)致圍堤堤基滲流破壞。堤身采用充填砂土和吹填砂土筑堤，抗?jié)B透變形能力也較弱，研究水庫運(yùn)行后土層的滲透性和滲透變形特性是否有所變化關(guān)系到采用合適的滲流控制措施來解決水庫

5、滲漏和滲流穩(wěn)定的問題。本工程環(huán)庫大堤堤基普遍存在砂質(zhì)粉土和粉砂地層，該層滲透性大，是庫區(qū)的主要透水層，抗?jié)B透變形能力弱，為圍堤堤基薄弱環(huán)節(jié)，在庫內(nèi)外水頭差作用下，堤基存在滲透變形和水庫滲漏問題，應(yīng)采取相應(yīng)的防滲措施；新建圍堤堤身也是采用吹填庫區(qū)淺層砂土筑成，易產(chǎn)生滲透變形破壞，圍堤堤身也應(yīng)采取相應(yīng)的防滲措施。對其滲流穩(wěn)定和相應(yīng)的滲控措施要進(jìn)行針對性分析。5.勘察工作量的布置和實(shí)際完成的工作量根據(jù)設(shè)計(jì)方提供的地質(zhì)勘察任務(wù)書和《青草沙水庫圍堤防滲專題研究》，本著與原防滲孔中滲透變形試驗(yàn)相對比分析的原則，

6、按上述規(guī)范進(jìn)行布置本次施工勘察工作量。（2）青草沙庫區(qū)新建大堤段：北堤（樁號10+466～29+424）、東堤（29+424～32+454），長21988m范圍內(nèi)布置9個(gè)勘察斷面。每個(gè)勘察斷面中布置2個(gè)取土標(biāo)貫孔，分別布置于外側(cè)棱體（5.50m平臺）、堤頂中心線處，共計(jì)18個(gè)勘探孔。中央沙控制斷面1和4，青草沙控制斷面1、3、5、7、9，長興島斷面1、3和5，結(jié)合水庫圍堤沉降復(fù)核需要，勘探孔深度取40m。其余勘探孔深度取22m左右，以穿透表層沙土層，進(jìn)入下臥不透水層1m為原則。防滲試驗(yàn)工程段試驗(yàn)孔深

7、度取35m。另在大堤上三個(gè)區(qū)段每個(gè)區(qū)段各布置了一個(gè)靜力觸探孔，在中央沙區(qū)段外側(cè)棱體處也布置了3個(gè)靜力觸探孔，孔深40m。因本場地堤身、堤基土層以粉砂、粉性土為主，屬弱透水微透水層，適宜采用鉆孔降水頭注水試驗(yàn)求其現(xiàn)場滲透性，故在大堤上20個(gè)斷面中每個(gè)斷面布置一個(gè)注水試驗(yàn)孔；在中央沙，北堤，東堤，長興島加高加固每個(gè)段中部布置2個(gè)注水試驗(yàn)孔；二.擬建場地工程地質(zhì)條件1.擬建場地位置及地形、地貌青草沙水庫地處長江口三角洲的前緣地帶，水域地貌類型屬河口三角洲。2.地基土層的構(gòu)成與特征本次詳勘范圍較長（約48k

8、m），涉及40.40m深度范圍內(nèi)的地層第④層以上地層各區(qū)段均有差異，第④層及其以下土層分布較穩(wěn)定。擬建場地全新統(tǒng)土層厚度較大。按其巖性、地質(zhì)時(shí)代、成因類型的差異，可分為4個(gè)工程地質(zhì)層，其中第①層、第②層、第⑤層等土層又可依據(jù)土層物理力學(xué)性質(zhì)的差異分為若干個(gè)亞層。擬建場地沿線的地層分布具有如下特點(diǎn)：第①0層灰黃色吹填土：該層主要分布于大堤及部分外側(cè)平臺處，吹填土以粉砂或砂質(zhì)粉土為主，無結(jié)構(gòu)，狀態(tài)松散。其中中央沙西堤，青草沙北堤、東堤平臺處該層為袋裝吹填砂。第①1-1層素