杨埕水库进水涵洞不均匀沉降处理设计与施工

郁国庆

（河北省水利水电勘测设计研究院，天津 300250）

1 工程概况

杨埕水库是沧州东部应急供水工程的调蓄工程，包括围堤工程、进水涵洞和泄水闸等。总库容6568万m3，兴利库容5652万m3，死库容916万m3。

进水涵洞为沧州应急供水工程引水管道入杨埕调蓄工程的引水建筑物，设计流量8m3/s，位于调蓄工程围堤桩号5+100处。主要建筑物由调压池、穿堤涵洞、下游连接段组成。

穿堤涵洞为钢筋混凝土箱涵结构，一孔，孔口尺寸3.0m×3.0m，共4节，1#～3#管节长均为10m，4#管节长12.4m。涵洞洞身顶板及侧墙厚0.5m，底板厚0.8m。末节洞身设闸室，闸墩顶高程9.5m，上布设有排架和机架桥，机架桥顶高程13.5m，桥面宽3.0m，通过工作便桥与大堤相连。闸门采用PGZ3m×3m的铸铁闸门，启闭机选用手电两用螺杆式启闭机，启门力为30t。

进水涵洞于2009年12月投入运行，近期发现第2节与第3节洞身分缝处发生不均匀沉降，两管节侧墙相对位移达7cm，致使止水局部失效，出现了渗水、溢沙现象，严重影响涵洞及围堤的安全。

进水涵洞箱涵地基以上坝体为人工填土层，主要为粉土层，地基主要为第四系海相沉积（Qm4）形成的粉砂及粉土层，各层土的岩性特征、分布规律如表1。

表1 综合地质描述

地下水埋深2.00～7.00m（围堤下2.00m，围堤上7.00m），属第四系孔隙潜水，对混凝土结构具微腐蚀性。

地震设防烈度为4°，设计基本地震加速度0.05g；标准冻结深度0.60m。

2 事故原因

进水涵洞于2009年12月投入运行，运行后发现第2节与第3节箱涵分缝处发生不均匀沉降，两管节侧墙相对位移达7cm，致使止水局部失效，出现了渗水、溢沙现象，严重影响着涵洞及围堤的安全。

漏水原因主要是地基沉降引起止水局部失效，漏水时带出大量泥沙，致使洞身周围存在隐患。

高喷范围为箱涵两侧，深度控制在箱涵地基以下5m；回填灌浆范围：箱涵底部灌浆。灌浆深度3m，灌浆材料为水泥浆，灌浆压力控制在0.05～0.5MPa，具体数值应通过灌浆试验确定。

灌浆结束后应严格进行封孔，箱涵体段采用微膨胀高标号水泥砂浆回填，确保封孔质量［1］。

建议对进水涵洞箱涵两侧古河道范围地层及运行情况进一步分析论证，必要时采取工程处理措施。

3 工程施工［2］

最初方案是对4节箱涵全部进行加固处理，由于大坝已经形成，现在工作面难以开展施工，经过研究认为仅对第2节和第3节箱涵地基进行加固处理能够达到处理效果，经业主同意只对第2节和第3节箱涵进行了加固处理［3］。

（1）对箱涵第2节和第3节洞身两侧进行高压旋喷注浆［4］。高压喷射注浆布设在进水箱涵两侧各一排，孔距1m，距涵洞边线0.5m，桩底高程-3.4m，桩顶高程7.6m。箱涵两侧高压旋喷注浆32孔，孔深13.9m，合计444.8m。

（2）对箱涵第2节和第3节底部采用回填灌浆。洞底回填灌浆两排，呈平行布置，排距1.5m，孔距2m，孔底高程-1.4m。底部回填灌浆20孔，孔深3.9m，计78m，回填灌浆面积70m2。

本工程2010年10月10日～2010年10月26日高喷灌浆施工；2010年10月27日～2010年10月31日进水涵洞内回填灌浆。

3.1 高压旋喷注浆施工［5］

旋喷桩的孔间距设计1m；单孔成桩直径砂层一般不小于1.5m，土层不小于1.3m。

高压旋喷灌浆浆液采用P.S.A32.5水泥。浆液水灰比0.6∶1～0.9∶1。水泥应新鲜无结块，过4900孔/cm2筛的筛余量不大于5%。

3.2 回填灌浆施工［6］

3.2.1 回填灌浆设计参数

（1）全孔一次性灌浆。

（2）箱涵底部灌浆压力0.3MPa，压水试验的压力为灌浆压力的80%。

（3）浆液配比：一序孔可灌注水灰比为0.6∶1∶1的水泥浆，二序孔可灌注1∶1和0.6∶1∶1两个比级的水泥浆。

3.2.2 孔位偏差

回填灌浆20个孔，19个孔位偏差均在2～6cm范围内，1个孔11cm，全部合格。

3.2.3 浆液比重

水灰比0.6∶1，浆液比重在1.71～1.72g/cm3范围内；水灰比1∶1，浆液比重均在1.50～1.52g/cm3范围内，全部合格。

3.2.4 灌浆压力

回填灌浆20个孔，灌浆压力均在0.2～0.3MPa区间，全部合格。

3.2.5 结束标准

回填灌浆20个孔，结束标准都均在规定压力0.3MPa，灌浆孔停止吸浆，延续灌注5min，全部合格。

3.2.6 封孔

回填灌浆20个孔，封孔均采取采用机械压浆封孔法：将胶管（或铁管）下入到钻孔底部，用灌将压入水灰比0.6∶1的浓水泥浆，直到孔口冒出浓浆为止，或用砂浆泵压入水泥砂浆，将钻孔全部填实，全部合格。

［1］GB50286—98，堤防工程设计规范［S］.

［2］GB50007—2002，建筑地基基础设计规范［S］.

［3］JGT79—2002，J220—2002，建筑地基处理技术规范［S］.

［4］宋志彬，张金昌，冯起增，等.防渗加固高压旋喷注浆技术的研究与应用［J］.探矿工程(岩土钻掘工程)，2003（1）：38-42.

［5］DL/T 5200—2004，水利水电工程高压喷射灌浆技术规范［S］.

［6］张景秀.灌浆法的正用与新规范构想［M］.北京：中国水利水电出版社，2006.