不同土質(zhì)河床如何處理橡膠壩工程中的基礎(chǔ)

我國自1965年開始研制橡膠壩技術(shù)以來，迄今約興建了1000余座橡膠壩工程，分布在全國各地。在科研、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)及工程管理等部門的共同努力下，在膠料配方布紡織，壩袋成型工藝、壩袋錨固結(jié)構(gòu)型式、充排系統(tǒng)型式，以及水工布置、底板基理等方面，均取得了卓有成效的進(jìn)展。不同土質(zhì)河床已建橡膠壩工程中的基礎(chǔ)處理方法以及建壩技術(shù)加以介紹。這些工程實(shí)既有建壩成功的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，也有不妥當(dāng)之處，但這些都值得參考借鑒。
地質(zhì)構(gòu)造是復(fù)雜的，河床質(zhì)的類別也是不統(tǒng)一的，山區(qū)河流和平原河流地質(zhì)構(gòu)造和河床土質(zhì)都有差異。同一條河流不同河段的河床質(zhì)也不相同。除巖石河床外，一般河流河床都有或深或淺的覆蓋層，且覆蓋層土質(zhì)也不相同，相應(yīng)的透水性和力學(xué)性能也有區(qū)別，因此水利水電工程要依據(jù)庫區(qū)、壩址處地質(zhì)情況采取有效的地基穩(wěn)定和防滲等措施，保證工程安全。橡膠壩工程，是低水頭擋水建筑物，目前國內(nèi)橡膠壩袋擋水最大高度為6m，比起土、石、混凝土壩工程規(guī)模小得多，但是對于擋水工程最主要的基礎(chǔ)防滲和穩(wěn)定問題是同樣重要的。防滲設(shè)施不當(dāng)，壩基發(fā)生沉降或不均勻沉陷，都會造成工程失事。為了供待建工程借鑒，特選出四種土類即砂礫石土類、砂質(zhì)土類、粉土、黏土類及低液限粉砂土類河床質(zhì)橡膠壩工程為例。

基礎(chǔ)處理方案關(guān)系到工程安全和工程投資。

1、洛陽市洛河同樂園橡膠壩工程是洛河梯級開發(fā)中的第2級。同樂園橡膠壩共6跨壩袋，總長5 3 4m，左右河岸各設(shè)一控制室；河床斷面為復(fù)式斷面；河床質(zhì)為砂卵石和砂壤土，覆蓋層厚度達(dá)200m以上；庫區(qū)、兩岸及壩基滲透均較嚴(yán)重，是該工程建設(shè)的關(guān)鍵問題。經(jīng)論證該工程采用了深齒墻、長鋪蓋、兩岸堤前和庫區(qū)填筑黏土防滲止漏方案，很好地解決了嚴(yán)重滲透問題。經(jīng)過多年運(yùn)用，證明該防止?jié)B透方案是可靠的，達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。此外，該工程還將河槽中的兩跨壩袋頂高程設(shè)計(jì)低于其他4跨壩袋頂高程0. 2m，以溢泄枯水流量，也是該橡膠壩工程創(chuàng)新點(diǎn)之一。
2、浙江衢州塔底水利樞紐工程，包括電站、船閘、泄洪沖砂閘和橡膠壩，是橡膠壩工程較全面的布置形式。橡膠壩袋擋水高度5. 25m，設(shè)計(jì)高度5.4m，計(jì)算高度為5.55m。河床質(zhì)為砂礫石，覆蓋厚度4～8m，由于采砂棄料級配不良，滲透性強(qiáng)，又因覆蓋厚度不深，故采用了混凝土薄墻防滲，壩基采取夯實(shí)和換土方案。
3、塔底橡膠壩I程采用了機(jī)充、自排、機(jī)排方式。充排系統(tǒng)布置合理，可以聯(lián)合充排也可分散充排。還可在實(shí)際運(yùn)行中，調(diào)整閥門開度，可使5跨壩袋同步同高度的均勻、蔫降。順便說明，該工程壩袋共5跨，每跨長85m，重量約40t，又加上壩道路不通暢，壩袋上壩難度很大。但工程單位根據(jù)實(shí)際情況制定了切實(shí)可行的運(yùn)壩方案，順利地按期完成了壩袋安裝任務(wù)。塔底橡膠壩工程由于泄洪沖砂閘緊靠電站泄洪時(shí)抬高了電站尾水水位，影響了發(fā)電水頭，損失了電能。而且，船閘布置在泄洪閘與橡膠壩段之間，不僅交通不便，而且上、下游口門水流流態(tài)難以達(dá)到要求。
4、安陽河殷都橡膠壩、船閘樞紐工程，由控制室、船閘、魚形島和單跨橡膠壩組成。樞紐總長85m，橡膠壩頂長76m，壩高3.5m。河床地層在15. 35m以內(nèi)，是由上部素填土及其下部第四系全新統(tǒng)沉積物所組成，因此采用了鋪蓋防滲。鋪蓋總長30m，其中底板前10m為鋼筋混凝土，其余20m為二布一膜土工布。因?yàn)榇l與橡膠壩之間有寬12m的魚形島相隔，所以船閘上、下游口門水流及橡膠壩上、下游水流較平順，工程總布置較為合理。
5、殷都橡膠壩工程采用機(jī)充、自排、機(jī)排方式。機(jī)充采取高位水塔間接充壩方法，可以限制充壩速度和充壩水頭。因?yàn)樾购闀r(shí)洪水位較高，超過壩內(nèi)壓力水頭，故采取了虹吸管方法，限制壩內(nèi)充脹壓力。虹吸管管頂高程由螺桿式起重機(jī)操縱活動法蘭盤進(jìn)行調(diào)整，以控制壩裴內(nèi)壓調(diào)整壩高。此方法比安全溢流管裝置逆止閥方法可靠。
6、南陽市城區(qū)白河第一級橡膠壩工程，橡膠壩壩袋共9跨，壩高3. 5m。工程總長709. Im。河床質(zhì)為中、粗砂土，覆蓋深度達(dá)30m。采用鋪蓋和在鋪蓋前端設(shè)置水泥攪拌樁防滲，并在海漫末端設(shè)置水泥攪拌樁，以固定海漫基礎(chǔ)。這種防滲和固基方案，是砂質(zhì)河床上興建攔蓄水工程較為合理的布局。有些工程只注重防滲設(shè)施，而忽略固基（砂）問題，結(jié)果海漫甚至消力池基礎(chǔ)被掏空，造成工程失事。
7、白河第一級橡膠壩工程為了開發(fā)利用水面，還興建了通航建筑物——白河上第一座船閘。
8、三門峽蒼龍澗河攔河工程，由土壩、進(jìn)水閘和橡膠壩組成，是蓄清排洪工程。工程總長度596m。橡膠壩共2跨，分設(shè)在進(jìn)水閘兩側(cè)，每跨19.0m。橡膠壩為枕式壩，壩高4. 5m?；A(chǔ)為第四系全新統(tǒng)低液限粉土、軟土、圓礫、中砂等，底板穩(wěn)定采用樁基方案，樁長20.0m，直徑為1.2m，樁伸人承力圓礫層。底板上游端采用深齒墻和長80m土工布鋪蓋防滲。該工程地層情況和底板穩(wěn)定處理方法，在已建橡膠壩工程還是少見的。
以上所介紹的幾座橡膠壩工程，不僅采用了有效的底板穩(wěn)定和防止?jié)B漏的措施，而且在壩袋設(shè)計(jì)、充排水系統(tǒng)和錨固系統(tǒng)以及消能工布置方面都是具有一定特色的，均可以供待建工程參考采用。其中工程布置方面或充排系統(tǒng)等方面不妥當(dāng)之處，也可吸取經(jīng)驗(yàn)加以改進(jìn)或避免。