淺淡微型鋼管樁在水庫(kù)岸坡治理中的應(yīng)用

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1、淺淡微型鋼管樁在水庫(kù)岸坡治理中的應(yīng)用大唐雅安電力開(kāi)發(fā)有限公司王友春摘要：隨著水能資源大力開(kāi)發(fā)，在遍布中國(guó)大小河流上陸續(xù)修建了不計(jì)其數(shù)大的中型水庫(kù)，同時(shí)，隨著工程運(yùn)行時(shí)間增長(zhǎng)，水庫(kù)堤防及岸坡病險(xiǎn)狀況逐步顯現(xiàn)，受地理環(huán)境、地質(zhì)地形、交通條件和機(jī)械設(shè)備限制，損壞岸坡治理難度較大。作者在長(zhǎng)期電站建設(shè)及運(yùn)行管理過(guò)程中，不斷摸索，總結(jié)出了在現(xiàn)場(chǎng)資源受限、大型施工機(jī)械很難到達(dá)的情況下，施工成木相對(duì)較低的小型鋼管樁處理水庫(kù)岸坡方法。木文通過(guò)小口徑鋼管樁在洪雅城東電站水庫(kù)堤防岸坡水毀工程治理中的應(yīng)用介紹，為其它類(lèi)似工程治理提供參考。關(guān)鍵詞：水

2、庫(kù)堤防；損毀治理；微型鋼管樁1工程概況1.1基木情況城東電站位于四川省洪雅縣境內(nèi)的岷江水系右岸二級(jí)支流青衣江中游,是青衣江干流水電規(guī)劃八級(jí)中的第五級(jí)，屬低水頭河床式電站，工程開(kāi)發(fā)的主要任務(wù)是發(fā)電，其次為防洪和灌溉，電站裝機(jī)容量84MW。工程由庫(kù)區(qū)左右岸防洪堤（副壩）、攔河閘壩（3孔沖砂閘、17孔泄洪閘）、發(fā)電廠房及長(zhǎng)尾水渠（3.5KM）組成。工程設(shè)計(jì)洪水流量為16300m3/s,校核洪水流量為21100m3/s。工程于2000年建成投入運(yùn)行。庫(kù)區(qū)左岸為II、III級(jí)階地，建有2km長(zhǎng)防洪堤，其中0+000?0+560m為碾壓

3、砂卵石壩，0+560?2+150為護(hù)岸式防洪堤。左岸防洪堤為砂卵石基礎(chǔ)，堤基埋深按抗沖刷設(shè)計(jì)，置于砂卵礫石層1.5?3.0m,堤身最大高度17m，迎水面坡比1:1.75,采用漿砌卵石護(hù)面，堤頂寬度2.5m,砼防浪墻高1.2m。1.2水庫(kù)運(yùn)行方式城東電站水庫(kù)是單純以發(fā)電為主的不完全日調(diào)節(jié)水庫(kù)，水庫(kù)正常蓄水位451.00m,水庫(kù)相應(yīng)庫(kù)容1700萬(wàn)m3;調(diào)節(jié)庫(kù)容240萬(wàn)m3,正常運(yùn)行水位變幅為451?448m，機(jī)組允許最低運(yùn)行水位446.5m，死水位446.00m。2工程損壞情況2.1損壞情況及加固情況工程在運(yùn)行過(guò)程中，1+048

4、?1+190段混凝土護(hù)坡基礎(chǔ)及450m高程以下100#砼砌卵石面板曾在2003年垮塌，由于受交通條件和水庫(kù)無(wú)法徹底放空限制，當(dāng)吋采用鉛絲籠裝卵石，表面澆筑砼（砼僅限于水面以上）方式進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)加固，在后續(xù)運(yùn)行過(guò)程中，為減少水流沖刷影響，曾于2005年、2007年拋填砼四面體。2014年3月底，該部位鉛絲籠卵石因銹蝕斷裂，修補(bǔ)坡面再次出現(xiàn)損毀。損壞后坡面見(jiàn)圖1。2.2損毀原因經(jīng)查閱相關(guān)設(shè)計(jì)圖紙并結(jié)合施工和歷年運(yùn)行資料綜合分析：該段護(hù)岸砼基礎(chǔ)置于砂卵石地層，未深入基巖，屬懸浮式砼齒槽，II埋深較淺，垮塌部位處于主河床的頂沖段，主汛期

5、河道發(fā)生大洪水吋，電站在停機(jī)拉砂吋水庫(kù)水位較低（447.50m左右），洪水流速較快，長(zhǎng)期沖刷作用下，基礎(chǔ)下部砂卵石被沖走，基礎(chǔ)不斷出現(xiàn)變形下沉，最終斷裂，進(jìn)而導(dǎo)致堤身變形失穩(wěn)，坡面損壞。3修復(fù)方案確定根據(jù)護(hù)岸坍塌后水下地形測(cè)量成果揭示，近坡腳最低高程為441.50m，當(dāng)水庫(kù)正常水位451.0m運(yùn)行吋，最大水深達(dá)9米，水庫(kù)降低至少446.50m運(yùn)行吋，水深也達(dá)5m左右。若按照常規(guī)圍堰施工，除施工吋段相對(duì)較長(zhǎng)，無(wú)法滿足防汛要求,為降低施工難度，水庫(kù)水位還將降低至死水位運(yùn)行,造成全站停機(jī)，帶來(lái)嚴(yán)重的電量和經(jīng)濟(jì)損失。同吋，損毀岸坡周

6、邊10KM范圍內(nèi)均無(wú)用于填筑圍堰的砂石料，需外購(gòu)，成本太高；另外，損毀段與外界僅有一條3m寬村道連接，不具備大型施工機(jī)具進(jìn)出場(chǎng)條件。因此，常規(guī)圍堰施工形式不能滿足現(xiàn)場(chǎng)要求。從現(xiàn)場(chǎng)施工條件和施工吋間等方面綜合考慮，最終確定選用施工吋間短、人型號(hào)機(jī)械設(shè)備使用少、材料消耗量少且投資較省的微形鋼管樁加固方案。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，樁身選擇DN80無(wú)縫鋼管，壁厚4mrm鋼管樁布置沿堤軸線兩排梅花型布置，排間距100cm、縱向間距120cm,施工過(guò)程中根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況進(jìn)行增加與調(diào)整。為便于樁頂承臺(tái)梁形成，內(nèi)側(cè)樁沿坡面位置以最低水位線以下50cm高

7、程控制，外側(cè)樁在坡面位置可降至445m左右。鋼管樁頂部澆筑120*70cm的鋼筋砼梁形成承重基礎(chǔ)，最后澆筑砼修復(fù)邊坡。4打樁施工4.1打樁設(shè)備選擇受現(xiàn)場(chǎng)施工條件和進(jìn)場(chǎng)交通條件限制，常用的打樁機(jī)機(jī)械設(shè)備無(wú)法進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)，同吋堤頂距離打樁部位水平距離尚有15m左右，常規(guī)打樁機(jī)械也不適用于該部位。因此，打樁設(shè)備選擇從滿足打樁沖擊動(dòng)能和沖擊頻率、適應(yīng)庫(kù)區(qū)水位頻繁變化以及適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)狹窄道路進(jìn)出場(chǎng)要求，結(jié)合庫(kù)區(qū)已冇采沙船作業(yè)實(shí)際,最終選定了采用PC200挖掘機(jī)加沖擊錘頭作為打樁機(jī)具，挖掘機(jī)放置在50噸采沙船上，以適應(yīng)水庫(kù)水位頻繁變化要求。

8、4.2打樁準(zhǔn)備4.2.1鋼管加工鋼管樁采用單根長(zhǎng)度為9m,壁厚4mm的DN80無(wú)縫鋼管，為易于入樁，樁尖通過(guò)剖口切割后焊接為錐形，剖口切割長(zhǎng)度8CM，樁尖錐角30度。4.2.2樁帽加工打樁機(jī)械采用帶錘頭的挖掘機(jī)，打樁過(guò)程中，極易造成樁頂破壞，因此，需對(duì)樁頂進(jìn)行加固處理，增強(qiáng)其承受沖擊荷載的