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摘 要：本文结合工程实体案例，阐述深覆盖层条件建闸（坝）对基础处理、防渗、绕渗等问题的技术处理措施，并根据工程相关试验论证，提供施工过程中相应经验，以供参考。
关键词：深覆盖层；振冲碎石桩；防渗体系
中图分类号：TV223 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）26-0163-02
1 工程概况及项目特征
民治水电站是宝兴河龙头水库硗碛水电站的下游衔接梯级，采用拦河闸坝长隧洞引水至地下厂房发电方式，水库总库容为88.0万m3，电站装机三台，装机容量为105MW。首部工程由两孔泄洪闸、一孔冲沙闸、一孔排污闸、进水口、左岸挡水坝段及右岸挡水坝段等建筑物组成，坝轴线长156.0m，闸顶高程1589.00m，最大閘高20.0m。引水隧洞全长7882.122m，隧洞断面型式为城门洞形。地下厂房采用三洞室平行布置方案，主要建筑物包括主机间、安装间、副厂房、母线道、主变及GIS室、出线洞、排风洞等。
2 坝址选择及地质条件
2.1 坝址选择
在可行性研究阶段，工程布置特点共选择了三个闸（坝）址位置，由于条件受限，三个闸（坝）址所均属于深厚覆盖层软基建闸，存在闸（坝）基渗漏和闸（坝）肩饶渗，闸（坝）基土体渗透变形稳定和不均匀沉降变形等问题。根据对地质条件的论证和分析，若采取适当措施对基础进行有效处理，仍具备建闸条件，故在拟定的三个闸（坝）址位置选择最优的作为建闸（坝）条件。
2.2 地质条件
根据地质资料显示，河床覆盖层深度一般为65～75m，最大深度约为85.50m，成因类型有冲积、崩积、洪积、堰塞湖相堆积物和冰水堆积物等，按其结构层次自下而上（由老到新）大致可划分为5层。其中第Ⅰ层为含泥砂砾石层，第Ⅱ层为泥块碎（卵）石夹含砾砂质粉土层，第Ⅳ层为漂（块）卵（碎）石层，第Ⅴ层为含砾石粉土层，第Ⅵ层为砂砾石层。
3 地基处理
为了提高基础的承载力、抗变形能力和抗剪强度，同时防止第Ⅴ层、第Ⅵ层透镜体发生液化，确定在地基覆盖层中施工挤密振冲碎石桩，以改善地基的结构，以保证相关技术指标满足基础物理力学性能要求。
3.1 试验桩确定参数
为了获取基础相关技术指标参数，分别在泄洪闸、储门槽坝段基础处理范围内选取了振冲碎石桩试验区，共布置了5个试验孔，孔距为2.0m、2.5m两种，根据承载力复核计算，确定按等边三角形布孔方案，桩径为1.0m。
3.2 成桩前、后试验
3.2.1 成桩前试验
主要是通过标准贯入度或动力触探试验确定第Ⅴ层为含砾石粉土层及第Ⅵ层为砂砾层透镜体的承载力、压缩模量、压缩系数和抗剪强度。
3.2.2 成桩后试验
振冲试验完成后20d，对试验区进行如下试验工作：
（1）测定振冲碎石桩和桩间土的渗透系数；采用注水试验检测桩间土的允许渗透比降；
（2）通过振冲碎石桩单桩承载试验测定单桩的承载力、压缩模量和压缩系数（承载板直径与桩径相同）；
（3）通过动力触探试验测定试验区域透镜体复合地基分层相对密度、承载力、分层抗剪强度、分层压缩模量；
（4）在试验区两试验桩之间采用对穿法波速测试和标准贯入度试验，检验复合地基抗化能力。
3.3 振冲碎石桩施工
根据试验，最终确定振冲碎石桩间、排距为2.5m，三角形布置。从而确定了施工设备、施工工艺、施工技术参数（填料、密实电流、留振时间、振冲水压等），为后续大面积振冲施工提供合理依据和技术支持。具体参数及施工工艺如下：
3.3.1 造 孔
振冲桩造孔施工顺序采用跳打法，孔位偏差控制在50mm以内，振冲器须处于自重悬垂状态，避免造成孔斜。造孔速度控制在2m/min内，造孔深度穿过需处理层的底部，并嵌入下一地层1.0m左右，主要根据造孔深度和出渣的情况进行现场判断，同时，详细记录现场施工情况。同时，为防止塌孔，采用泥浆进行固壁。
3.3.2 清 孔
采用清水洗孔，水压力不小于0.4MPa，为保证碎石桩具有良好的排水性，应做到孔底淤泥厚度≤10cm，孔内泥浆密度≤1.05g/cm3，马氏漏斗粘度≤30s，含沙量≤5%。同时，孔壁应采用钢丝刷钻头分段刷洗，直至刷子钻头基本不带泥屑为止。
3.3.3 填 料
应选用级配良好的碎石、卵石或砾石，不得使用强风化、易软化的骨料，粒径为30～120mm。填料方式采用强迫连续填料法自下而上边填边振，并力求从孔口四周均匀下料，每次加料以0.5m为宜，但需保证振冲器能贯入到原提前深度，填料时保持小水量补给，使骨料处于饱和状态。
3.3.4 振 密
桩体加密是振冲法施工的关键工序，是取决于基础处理成败关键，必须对各个环节应进行严格控制。根据试验桩论证，本工程选用了132kW大功率振冲器，加密电流控制在150～160A，留振时间按10～15s进行控制，采用自下而上逐段进行，中间不得漏振。同时，顶部高程须达到建基面高程，以保证桩体加密效果。
3.3.5 特殊情况的处理
在造孔过程中，遇到孤石、漂石、风化岩块、强胶结地层，在考虑孔壁安全的前提下，主要采用了重锤或小爆破方式进行处理，确保钻孔的成孔率。同时，造孔中出现塌孔现象的，主要是采用调整泥浆浓度、掺杂锯末等方式加强固壁效果。针对已塌孔部位，采用回填渣土挤密重新造孔，必须确保造孔质量。
4 防渗体系
本工程主要包括帷幕灌浆与防渗墙结合组成统一防渗体系，闸（坝）左、右两侧布置帷幕灌浆，而中间部分布置防渗墙，具体详见图1。
4.1 闸（坝）基防渗墙
由于闸基河床覆盖层一般厚65～75m，最大深度为85.50m，其成因类型以冲击、崩积、洪积为主，由于考虑到上、下游最大水位差为15m，故闸坝基础采用悬挂式混凝土防渗墙（未深入基岩内），深度为40～50m，墙后为0.8m，为常态混凝土防渗墙，防渗墙与闸（坝）主要采用嵌入方式连接，即预留防渗墙桩头高出坝基设计结构线，同时，防渗墙墙体靠上、下游侧分别设置一道止水铜片和橡胶止水，最终与闸坝基础混凝土浇筑形成整体，使得建筑物基础结合面起到了良好的防渗效果。
4.2 闸（坝）肩帷幕灌浆
为了解决闸（坝）肩饶渗问题，分别在左、右两侧布置帷幕灌浆，并延长至灌浆平洞内。浆孔、灌浆共分为三序，按照分序加密的原则自上而下分段进行，灌浆孔孔距按1.5m布置，灌浆孔深度主要根据实际基覆分界线而定，不同部位其灌浆孔深度各不一致，但各孔均应保证深入基岩内。灌浆压力根据建基面以下深度而定，按照深度每增加1m，提高0.1MPa压力原则确定，最大不超过2.0MPa，以避免发生抬动变形。
5 总体评价
根据试验论证，振冲桩单桩竖向承载力、桩间弹性模量、桩间土内摩擦角？准值均有明显提高，地基性能、指标得到了良好的改善，同时，防渗墙、帷幕灌浆渗透系数满足设计要求，成功解决了饶渗、渗流问题。民治水电站工程目前已投产发电近2年时间，根据运行情况和监测数据分析显示，大坝各建筑物运行稳定，防渗效果达到了预期要求。
6 结束语
本文介绍了民治水电站工程在深覆盖层条件建闸（坝）对基础处理、防渗、绕渗等问题的方式及相应技术参数。由于工程项目受地区差异的影响，各个项目建设条件各不相同，拟建工程项目只有根据的实际情况并通过试验论证，方能确定技术可行、经济合理的最优实施方案。
参考文献
[1]民治水电站首部枢纽振冲碎石桩试验工程试验报告.
[2]建筑地基处理技术规范（JGJ79-2002）.
收稿日期：2018-8-4
作者简介：胡小秋（1981-），男，汉族，四川泸州人，一级建造师、造价工程师、工程师，本科，主要从事水利水电、电力工程监理工作。
关键词：深覆盖层；振冲碎石桩；防渗体系
中图分类号：TV223 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）26-0163-02
1 工程概况及项目特征
民治水电站是宝兴河龙头水库硗碛水电站的下游衔接梯级，采用拦河闸坝长隧洞引水至地下厂房发电方式，水库总库容为88.0万m3，电站装机三台，装机容量为105MW。首部工程由两孔泄洪闸、一孔冲沙闸、一孔排污闸、进水口、左岸挡水坝段及右岸挡水坝段等建筑物组成，坝轴线长156.0m，闸顶高程1589.00m，最大閘高20.0m。引水隧洞全长7882.122m，隧洞断面型式为城门洞形。地下厂房采用三洞室平行布置方案，主要建筑物包括主机间、安装间、副厂房、母线道、主变及GIS室、出线洞、排风洞等。
2 坝址选择及地质条件
2.1 坝址选择
在可行性研究阶段，工程布置特点共选择了三个闸（坝）址位置，由于条件受限，三个闸（坝）址所均属于深厚覆盖层软基建闸，存在闸（坝）基渗漏和闸（坝）肩饶渗，闸（坝）基土体渗透变形稳定和不均匀沉降变形等问题。根据对地质条件的论证和分析，若采取适当措施对基础进行有效处理，仍具备建闸条件，故在拟定的三个闸（坝）址位置选择最优的作为建闸（坝）条件。
2.2 地质条件
根据地质资料显示，河床覆盖层深度一般为65～75m，最大深度约为85.50m，成因类型有冲积、崩积、洪积、堰塞湖相堆积物和冰水堆积物等，按其结构层次自下而上（由老到新）大致可划分为5层。其中第Ⅰ层为含泥砂砾石层，第Ⅱ层为泥块碎（卵）石夹含砾砂质粉土层，第Ⅳ层为漂（块）卵（碎）石层，第Ⅴ层为含砾石粉土层，第Ⅵ层为砂砾石层。
3 地基处理
为了提高基础的承载力、抗变形能力和抗剪强度，同时防止第Ⅴ层、第Ⅵ层透镜体发生液化，确定在地基覆盖层中施工挤密振冲碎石桩，以改善地基的结构，以保证相关技术指标满足基础物理力学性能要求。
3.1 试验桩确定参数
为了获取基础相关技术指标参数，分别在泄洪闸、储门槽坝段基础处理范围内选取了振冲碎石桩试验区，共布置了5个试验孔，孔距为2.0m、2.5m两种，根据承载力复核计算，确定按等边三角形布孔方案，桩径为1.0m。
3.2 成桩前、后试验
3.2.1 成桩前试验
主要是通过标准贯入度或动力触探试验确定第Ⅴ层为含砾石粉土层及第Ⅵ层为砂砾层透镜体的承载力、压缩模量、压缩系数和抗剪强度。
3.2.2 成桩后试验
振冲试验完成后20d，对试验区进行如下试验工作：
（1）测定振冲碎石桩和桩间土的渗透系数；采用注水试验检测桩间土的允许渗透比降；
（2）通过振冲碎石桩单桩承载试验测定单桩的承载力、压缩模量和压缩系数（承载板直径与桩径相同）；
（3）通过动力触探试验测定试验区域透镜体复合地基分层相对密度、承载力、分层抗剪强度、分层压缩模量；
（4）在试验区两试验桩之间采用对穿法波速测试和标准贯入度试验，检验复合地基抗化能力。
3.3 振冲碎石桩施工
根据试验，最终确定振冲碎石桩间、排距为2.5m，三角形布置。从而确定了施工设备、施工工艺、施工技术参数（填料、密实电流、留振时间、振冲水压等），为后续大面积振冲施工提供合理依据和技术支持。具体参数及施工工艺如下：
3.3.1 造 孔
振冲桩造孔施工顺序采用跳打法，孔位偏差控制在50mm以内，振冲器须处于自重悬垂状态，避免造成孔斜。造孔速度控制在2m/min内，造孔深度穿过需处理层的底部，并嵌入下一地层1.0m左右，主要根据造孔深度和出渣的情况进行现场判断，同时，详细记录现场施工情况。同时，为防止塌孔，采用泥浆进行固壁。
3.3.2 清 孔
采用清水洗孔，水压力不小于0.4MPa，为保证碎石桩具有良好的排水性，应做到孔底淤泥厚度≤10cm，孔内泥浆密度≤1.05g/cm3，马氏漏斗粘度≤30s，含沙量≤5%。同时，孔壁应采用钢丝刷钻头分段刷洗，直至刷子钻头基本不带泥屑为止。
3.3.3 填 料
应选用级配良好的碎石、卵石或砾石，不得使用强风化、易软化的骨料，粒径为30～120mm。填料方式采用强迫连续填料法自下而上边填边振，并力求从孔口四周均匀下料，每次加料以0.5m为宜，但需保证振冲器能贯入到原提前深度，填料时保持小水量补给，使骨料处于饱和状态。
3.3.4 振 密
桩体加密是振冲法施工的关键工序，是取决于基础处理成败关键，必须对各个环节应进行严格控制。根据试验桩论证，本工程选用了132kW大功率振冲器，加密电流控制在150～160A，留振时间按10～15s进行控制，采用自下而上逐段进行，中间不得漏振。同时，顶部高程须达到建基面高程，以保证桩体加密效果。
3.3.5 特殊情况的处理
在造孔过程中，遇到孤石、漂石、风化岩块、强胶结地层，在考虑孔壁安全的前提下，主要采用了重锤或小爆破方式进行处理，确保钻孔的成孔率。同时，造孔中出现塌孔现象的，主要是采用调整泥浆浓度、掺杂锯末等方式加强固壁效果。针对已塌孔部位，采用回填渣土挤密重新造孔，必须确保造孔质量。
4 防渗体系
本工程主要包括帷幕灌浆与防渗墙结合组成统一防渗体系，闸（坝）左、右两侧布置帷幕灌浆，而中间部分布置防渗墙，具体详见图1。
4.1 闸（坝）基防渗墙
由于闸基河床覆盖层一般厚65～75m，最大深度为85.50m，其成因类型以冲击、崩积、洪积为主，由于考虑到上、下游最大水位差为15m，故闸坝基础采用悬挂式混凝土防渗墙（未深入基岩内），深度为40～50m，墙后为0.8m，为常态混凝土防渗墙，防渗墙与闸（坝）主要采用嵌入方式连接，即预留防渗墙桩头高出坝基设计结构线，同时，防渗墙墙体靠上、下游侧分别设置一道止水铜片和橡胶止水，最终与闸坝基础混凝土浇筑形成整体，使得建筑物基础结合面起到了良好的防渗效果。
4.2 闸（坝）肩帷幕灌浆
为了解决闸（坝）肩饶渗问题，分别在左、右两侧布置帷幕灌浆，并延长至灌浆平洞内。浆孔、灌浆共分为三序，按照分序加密的原则自上而下分段进行，灌浆孔孔距按1.5m布置，灌浆孔深度主要根据实际基覆分界线而定，不同部位其灌浆孔深度各不一致，但各孔均应保证深入基岩内。灌浆压力根据建基面以下深度而定，按照深度每增加1m，提高0.1MPa压力原则确定，最大不超过2.0MPa，以避免发生抬动变形。
5 总体评价
根据试验论证，振冲桩单桩竖向承载力、桩间弹性模量、桩间土内摩擦角？准值均有明显提高，地基性能、指标得到了良好的改善，同时，防渗墙、帷幕灌浆渗透系数满足设计要求，成功解决了饶渗、渗流问题。民治水电站工程目前已投产发电近2年时间，根据运行情况和监测数据分析显示，大坝各建筑物运行稳定，防渗效果达到了预期要求。
6 结束语
本文介绍了民治水电站工程在深覆盖层条件建闸（坝）对基础处理、防渗、绕渗等问题的方式及相应技术参数。由于工程项目受地区差异的影响，各个项目建设条件各不相同，拟建工程项目只有根据的实际情况并通过试验论证，方能确定技术可行、经济合理的最优实施方案。
参考文献
[1]民治水电站首部枢纽振冲碎石桩试验工程试验报告.
[2]建筑地基处理技术规范（JGJ79-2002）.
收稿日期：2018-8-4
作者简介：胡小秋（1981-），男，汉族，四川泸州人，一级建造师、造价工程师、工程师，本科，主要从事水利水电、电力工程监理工作。