超深振冲碎石桩加固处理深厚覆盖层围堰堰基应用研究

　　摘要：金沙江上游拉哇水电站上游围堰高60 m，基础覆盖层深超70 m，围堰地基中有超过50 m厚的堰塞湖相沉积低液限黏土层，覆盖层厚度大、承载力低、抗剪强度低、压缩性高，围堰工程面临沉降变形、边坡不稳定等突出问题。常见的软基处理技术均不能解决该工程所面临的难题。对该围堰工程难点进行了分析，采用超深振冲碎石桩加固处理深厚覆盖层围堰堰基，并进行了质量检测。结果表明：该水电工程应用超深振冲碎石桩技术取得了良好效果。研究成果可为振冲碎石桩工艺在相似地层的应用提供参考。

　　关键词：超深振冲碎石桩; 深厚覆盖层; 拉哇水电站; 金沙江

　　0 引 言

　　金沙江上游拉哇水电站上游围堰覆盖层具有厚度大、承载力低、渗透系数低、抗剪强度低、压缩性高等特征，上游围堰与大坝基坑开挖形成的联合边坡高度达130 m，围堰工程面临边坡不稳定、沉降变形等技术难题。采取超深碎石桩加固地基，能够充分发挥碎石桩促进饱和土地基径向排水加速固结、提高复合地基各项力学指标的作用，且在围堰及基坑开挖边坡稳定的基础上，防渗体系通过工程措施处理后能够适应变形，保证围堰在施工及运行期间的安全。超深碎石桩在施工技术上具有可行性。

　　该工程地质条件复杂、工程规模大、重要性突出、技术难度大、缺乏成熟工程经验、施工制约因素较多，所采用的施工工艺和应对措施对类似工程具有一定的借鉴意义。

　　1 工程概况

　　拉哇水电站位于金沙江上游，属Ⅰ等大(1)型工程;电站枢纽主要由混凝土面板堆石坝、右岸溢洪洞、右岸泄洪放空洞、右岸地下厂房等建筑物组成，总装机容量200万kW(2 000 MW)，最大坝高239.00 m。

　　该电站上游围堰设计挡水标准采用全年30 a一遇，洪峰流量6 330 m3/s，堰顶高程2 597.00 m，堰顶长度187.75 m，堰顶宽度15.00 m，最大堰高60 m。

　　上游围堰采用超深振冲碎石桩进行地基处理，共分两期施工。超深振冲碎石桩施工在填筑的施工平台上进行，施工程序为：① 右岸一期施工平台填筑;② 一期振冲碎石桩施工;③ 右岸一期施工平台拆除;④ 2020年汛期度汛;⑤ 左岸二期施工平台填筑;⑥ 二期振冲碎石桩施工;⑦ 左岸二期施工平台拆除;⑧ 2021年汛期度汛。

　　一期超深振冲碎石桩施工右岸堰基，由左岸束窄河床过流，施工时间为2020年3月19日至5月17日;二期超深振冲碎石桩施工左岸堰基，由右岸束窄河床过流，施工时间为2020年12月8日至2021年3月21日。共完成振冲碎石桩1 860根，桩长共计51 071.40 m。振冲碎石桩最大单桩深度约70 m。

　　2 工程地质条件

　　2.1 水文气象

　　据巴塘气象站(海拔2 589.10 m)观测资料统计，该地多年平均降水量489.1 mm，最大单日降水量42.3 mm，降水量年内分配极不均匀，5～10月降水量占全年降水量的 94.9%， 11 月至次年4 月降水量仅占 5.1%。多年平均蒸发量为2 037 mm(20 cm蒸发皿)，其中5月份的平均蒸发量最大，为 253.5 mm。多年平均氣温12.7 ℃，7月份平均气温19.7 ℃，12月份平均气温4.0 ℃，多年平均最高气温21.6 ℃，多年平均最低气温5.7 ℃，极端最高气温37.9 ℃，极端最低气温-12.8 ℃。多年平均相对湿度47%。多年平均风速1.2 m/s，最大风速 22.0 m/s，坝址区实测最大风速 25.4 m/s，相应风向N。多年平均雷暴日数为70.7 d，大风日数为24.2 d。

　　2.2 工程地质

　　由于上游围堰地基处理是在截流前，须在施工前填筑施工平台。上游围堰地基处理施工范围内河床覆盖层最大深度为71.4 m，按物质成分可分为5层和Ⅰ号透镜体，由上至下依次为。

　　(1) Qal-5层(覆盖层)。为河床冲积砂卵石层夹少量漂石，以卵石夹砂、砾石、漂石为主，卵石、漂石成分为绿片岩、花岗岩等。卵砾石块径一般在5～20 cm之间，少部分漂石达80 cm 左右。厚度1.8～10.8 m。

　　(2) Ql-3层。以黏土质砂为主，局部为砂质低液限黏土、含细粒土砂及少量的卵砾石，厚度一般为15～25 m。

　　(3) Ql-2层。以砂质低液限黏土为主，局部为黏土质砂、低液限黏土，最大厚度约为30 m，岩相变化大，组成复杂;灰褐色黏土呈软塑状，局部呈流塑状，失水后具有一定的硬度。该层自上而下可分为Ql-2-③，Ql-2-②，Ql-2-①三个亚层，其中Ql-2-③层以低液限黏土为主，多呈流塑状，厚度4.0～8.5 m;Ql-2-②层以低液限粉土和砂质低液限粉土为主，多呈可塑-软塑状，厚度10～15 m;Ql-2-①层以低液限黏土为主，局部为低液限粉土，多呈可塑-软塑状，厚度15.2 m。

　　(4) Qal-1层。为河床冲积层，以块石、砂卵石夹砂为主，局部可见碎石土、粉土透镜体，分布在河床底部。该层厚度一般为5.0～15.0 m，局部达到21.6 m(含崩坡积物)，主要为河床冲积、崩积及坡积物。坝址区缺失第4层。围堰及大坝基础覆盖层内分布有透镜体。

　　堰基下游端及基坑边坡上游端发育的Ⅰ号透镜体位于河床靠右岸坡脚处，物质组成为崩石、块石，顺河向长度为325 m、宽度约70 m，最大厚度为32.1 m，分布高程为2 489.500～2 487.000 m。覆盖层下伏基岩地层第1层为[Pa-1txn]，其岩性为角闪片岩、绿泥角闪片岩夹少量的云母石英片岩、石英片岩及大理岩，浅表层岩石主要呈弱风化，厚度一般为10～15 m。

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文章名称： 超深振冲碎石桩加固处理深厚覆盖层围堰堰基应用研究

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