岸堤水库大坝砂壳振冲加固处理方法研究

　　经检测细砂坝段振冲孔底高程全达到设计要求，检测14组42个测点，318点次标贯，相对密度0.75以上的302点次，合格率95;粗砂坝段振冲孔98达到设计底高程，2的孔底部因地质原因未达到设计深度(相差1--2.0m)，按操作掌握振冲造孔最大允许电流值(30kw、55kw、75kw冲头)分别是60A、100A、140A，水压达0.8MPa以上，提升6次且每桩净造孔时间不少于60min，使造孔尽量达到设计深度后结束造孔。经检测13组39测点267个点次标贯，相对密度在0.75以上点次261个，合格率98。对未达到设计深度的部分振冲孔，检测时标贯全打到设计深度以下，其相对密度也大大提高，一般都在0.60以上。

　　一、前言

　　砂壳坝上游坝坡的抗震加固，过去一直延用翻压法进行处理。翻压法工期长、投资大，且需放空库水至加固深度，给土坝的抗震加固带来极大的不便，造成相当大的损失。振冲技术是上世纪70年代引入我国的一项地基处理新技术，上世纪80年代初为了研究振冲技术加固砂壳的可能性，在山东省岸堤水库附近修建了一座试验坝(坝高7.0m)，进行振冲技术加固砂壳的研究，取得了初步成果。但能否将振冲技术应用于大坝上游坡、加固效果如何、采用什么样的施工方法和施工工艺等都是悬而未决的问题。为此，结合本次岸堤水库大坝砂壳上游坡的抗震加固，展开了振冲加固上游坝坡的研究，取得了很好的效果。

　　二、工程概况

　　岸堤水库位于山东省蒙阴县境内，大坝座落在沂河支流东汶河与梓河的汇流处，控制流域面积1690km2，总库容7.49×108m3，兴利库容4.51×108m3，是一座以防洪、灌溉为主，结合发电、供水、养殖和旅游开发等综合利用的大(Ⅱ)型水利枢纽工程。大坝于1959年11月动工兴建，1960年4月建成蓄水，现坝顶高程为181.80m(1956年黄海高程系，下同)，最大坝高29.80m，大坝全长1665m，南坝段0 000到0 730为粘土宽心墙砂壳坝(其中0 000到0 350为细砂坝段，0 350到0 730为粗砂坝段);0 730到1 665为粘土均质坝。根据现场勘察和室内试验，得到坝料的物理力学性质如表1和表2所示，由表2可见该坝的砂壳很松散，相对密度仅为0.26~0.32，地震时极易发生振动滑坡，严重影响工程的安全运行，必须对大坝砂壳进行抗震加固。

　　三、振冲加固设计

　　为增强坝体的抗震稳定性，经计算分析确定：大坝168.0m高程以下进行抛石压重，高程168.0m以上进行振冲加固。

　　1、加固标准：相对密度Dr≥0.75

　　2、加固范围：0 000~0 730坝段，高程168.0m~178.0m，加固深度8.0m。

　　3、振冲桩距：振冲桩呈梅花型布置，经施工性试验确定顺坝轴线方向桩距2.0m，垂直坝轴线方向排距1.73m，振冲动力为75kw振冲器。高程168.0m以下三排桩采用30KW、55KW振冲器施工，其桩距1.5m，排距1.3m。

　　4、填料：细砂坝段0 000~0 350充填粗砂;粗砂坝段0 350~0 730充填砾质粗砂。

　　四、振冲加固原理

　　用振冲法加固砂壳，使砂土先期振动液化，重新填料固结，

　　提高砂壳的密度。即在振冲器不断振动和射水的过程中，使孔内附近砂土和填料液化，便于振冲器下沉，同时将悬浮砂粒及填料挤入孔壁，并传播振动和渗透压力，扩大液化区，使土料重新排列、固结密实。振冲加固过程大致分为：振挤、浮振、固结三个过程。

　　五、工程施工

　　1、施工机械

　　振冲施工的主要机械有：振冲器、吊车(起重量8.0T以上)、高压水泵和配电盘。

　　该工程主要采用了ZCQ30-II型、ZCQ55-I型、ZCQ75-I型三种不同功率的振冲器。

　　2、施工过程

　　1)按设计和施工性试验确定的桩距、排距在坝坡上作好桩的放样定位，并用木桩明显标出。

　　2)振冲开始前，在桩位临水一侧1.0m左右安装集水沟槽与排水槽相接，将孔口溢水通过集水槽排入水库、集水槽溢水口高出孔口30cm。

　　3)振冲器的定位，振冲器尖头对准桩位，开启下喷水口，利用下喷水束校正振冲器位置，其偏差不大于5cm。

　　4)振冲器定位后，加大下喷水口水压到0.3~0.4MPa，并开启上补水口，控制水压不大于0.5MPa，启动振冲器，待水流、水压、电流、电压及振冲器运转正常后，开始贯入造孔，贯入速度控制在1--2m/min。

　　5)振冲器贯入到距设计孔底高程0.3m左右时，将下喷水口压力降到0.5MPa以下，同时增大上补水口流量，充分满足孔内饱和用水和孔口返水的需要。必要时还可以从孔口用胶管补充灌水。孔口返水不宜太大，以防填料流失。

　　6)填料振密，由下而上逐段提升逐段加密，使填料、振挤循环进行，每次提升0.2--0.3m。在振冲孔口四周均匀填料，使之塞满振冲器四周，防止振冲器偏移。施工性试验确定细砂坝段填料量不少于1.2m3/m，粗砂坝段填料量不少于1.0m3/m。

期刊VIP网，您身边的高端学术顾问

文章名称： 岸堤水库大坝砂壳振冲加固处理方法研究

文章地址： http://www.qikanvip.com/biyelunwen/10855.html