1 二期围堰主要工程地质问题勘察研究与建议.docVIP

二期围堰主要工程地质问题勘察研究与建议 摘?? 要 三峡工程二期围堰是三峡工程二期建设时期最关键的安全屏障，施工技术难度大，施工期短。为保证在一个枯水期完成一个土石方填筑总量达1032万m3，混凝土防渗墙面积近9万m 2的工程，自1972年起至1997年间，长江委三峡勘测研究院对二期围堰枯水河床基岩深槽问题、堰基细砂层振动液化与渗透稳定问题、堰基岩土渗透问题、堰基块球体分布及对防渗墙造孔的影响等问题进行了详细勘察与研究，并据此提出了二期围堰设计思路上的关键点和施工难点作为设计依据，保证了二期围堰工程的胜利建成。关键词 三峡工程 二期围堰 工程地质 勘察研究　　二期围堰是长江三峡工程重要的临时建筑物之一，由上游和下游两道围堰组成，分别位于三峡大坝轴线上游200～450m及坝轴线下游400～700m。两道围堰呈折线横跨长江布置，与已建成的混凝土纵向围堰在长江河道内围成二期基坑，在二期施工期间担负着保护基境内安全施工及下游城乡居民生命财产的安全。围堰运行期间上游库内蓄洪容积达20亿m3，万一失事，将造成工程及下游生命财产的重大损失，而且会严重推迟三峡工程的工期。它是三峡工程二期建设时期最关键的安全屏障。 　　二期围堰的施工技术难度大、施工期短。要想在一个枯水期完成土石方填筑总量达1032万m3，混凝土防渗墙面积近9万m2的二期上、下游围堰工程，首先必须对堰基工程地质条件作详细勘察与研究。 　　自1972年起，长江委三峡勘测研究院就开始对二期围堰基础工程地质条件进行勘察研究工作。到1992年提交初设报告。查明该处工程地质条件复杂，主要存在以下四个方面的工程地质问题： 　　(1)二期围堰最大挡水水头85m，水下填筑深度60m，堰基下存在着较厚的细砂层，其承载力小，稳定性差，易产生管涌破坏，不利于二期围堰堰体的稳定。　　(2)河床深槽部位水深，基岩面形态复杂，特别是上游围堰河床深槽的左侧存在着60°～75°的基岩陡坡，给防渗墙的嵌岩施工带来了较大的困难。　　(3)基岩内存在着透水较强的岩体，在高水头条件下可能引起集中渗漏，影响细砂层稳定，对堰体产生破坏作用。　　(4)二期围堰施工期短，防渗线路长达2516m，堰体最大高度82.5m，堰基下有强度在130MPa以上的块球体分布，防渗墙必须通过此层，施工难度大。 　　1992年以后至围堰施工前，着重针对上述工程地质问题又进行了详细的勘察研究，并提出了处理建议。1? 主要工程地质问题勘察研究l.1细砂层的工程地质特征勘察研究 　　二期围堰堰基的细砂主要为葛洲坝水库新淤积细砂，部分为蓄水前沉积，二者特征与物理力学性质基本相同，呈灰或灰白色，松散均匀，具斜层理。由于细砂层在堰基下分布较广，工程地质性状较差，因此必须对细砂的分布、冲淤变化以及承载力、渗透稳定、动力稳定作细致的研究。 1.1.1分布范围及冲淤变化的研究　　围堰范围内勘探网点间距为40～60m，通过勘探钻孔资料确定了砂卵石层顶面、基岩面等相对稳定的界面作为细砂的底界面。采用不同年份的实测水下地形线进行比较，可以判断河床的冲淤变化。再辅以钻孔和物探资料判断沉积物是细砂还是砂卵石层，编制细砂等厚线图。 　　围堰施工前，细砂层在上游围堰枯水河床厚度一般为5～10m，最厚16m，两岸漫滩一般厚0～5m，靠近中堡岛附近最厚为12m；下游围堰枯水河床细砂层厚8～17m，左岸漫滩3～15m，右岸漫滩0～15m，其冲淤变化与当年的来水量有明显的关系，来水量大时普遍以淤积为主，来水量小时，枯水河床及靠近枯水河床的两侧部分漫滩为冲刷区。图l为上游围堰施工前的细砂层等厚线图。 1.1.2工程地质特征研究　　细砂由于结构松散，为研究细砂层的工程地质特性，勘察中特别着重要采取原状样土。为此在钻孔中采用取砂器、薄皮取样器；地表采用原位压样、方箱取样等方法采取原状样。经取样分析，二期围堰堰基内细砂平均粒径为0.177～0.233mm，级配均匀，不均匀系数为1.3 3.2，0.05mm以下的粉粒含量在2％～13％之间，属均匀的细砂。其比重在2.65～2.76之间，最大孔隙比为1.116 1.128，最小孔隙比为0.652 0.642。干容重为13.6～13.7kN/m3，湿容重为17.1～18.2kN/m3，含水量(24.0～33.5)％，相对密度Dr＝0.29 0.32，属稍密～中密状细砂。 表1 ??? 堰基细砂物理力学指标及渗透特征统计表 力 学 指 标 标准贯入击数（击）N63.5 渗 透 性 质 破坏形式 液化应力比（动剪力/有效法向应力） 压缩模量Es/MPa 抗剪强度 允许承载力R/MPa 渗透系数K 渗透破坏比降J 凝聚C/MPa 内摩擦角Φ/度 垂直/cm/s 水平/cm/s 垂