大中型水利工程深基础、高水位、短渗径的截渗方法

李 忠，王纪伟

(肇东市水务局，黑龙江 肇东151100)

1 问题的产生

在黑龙江省大型泵站更新改造项目中，投资7000 多万元的肇东市涝洲泵站更新建设时期，开挖进水口东侧翼墙时就遇到了地面高程119.50 m，翼墙基础底高程是108.40 m，往下是不透水的泥岩。原地面和开挖基础底高差是11.10 m，松花江水位平常都在117.00 m左右，水位和开挖基础底高差又是8.60 m，从108.40 m的高程处，往上5.50 m处，有一个3.0 m多宽的一个平台，长度为24 延长米，是人为预留的准备截渗用。开挖翼墙时看地勘报告与实际开挖时发现确实有两段细中砂层，厚度大约1.0 m多，透水量相当大。主要原因就是围堰断面小，此处高程是113.9 m，往上倒119.50 m是原始地面，透水性差，从119.50 m至围堰顶123.00 m是人工填的围堰，土质好不透水。最让施工单位挠头的是113.90 m往下这两段细中砂层，离松花江主流不足30 m远，水位差又是这么大，就等于直通松花江一样，采用了井点降水和群井降水，都解决不了这个难题，而且还经常脱坡。

问题产生的原因有以下4 点:

1)更新泵站距离老泵站不能离太远，更新泵站往西不足70 m，就是老船坞和鱼池(受地域限制)。

2)在不足70m 的地方，还要建一个管理站房和一条通站路(受条件所限)。

3)设计时考虑新老泵站出水口翼墙衔接的问题了，因为新泵站出水口东侧翼墙北侧没有回填土，直接和老泵站出水口西侧翼墙对接上了，所以不宜过长(受设计限制)。

4)新泵站的围堰因为地域限制，断面尺寸小无法加大，所以导致深基础、短渗径、高水位。

2 问题的解决

为了解决上述难题，经业主单位、设计单位、监理单位、施工单位共同协商，集思广益来解决这个问题。

1)想到了钢板桩进行截渗，因为它截渗效果好，又能重复利用，施工又方便，地质又不复杂，只是有两段细中砂层不足1 m厚，大家一致认为此方法可用，但是和钢板桩多家施工单位联系，说咱们的活太小，设备搬运一次费用太高，只有24 延长米长，就要12 万多元，因价格高没谈成。

2)高压喷射灌浆查阅有关资料说明，它的要求是场地必须平整，地下无障碍物，对作业区地基软、不平整、地方小的施工场地，有可能引起整机翻倒，引起事故发生。场地本身3.0 m多宽一小条，和老泵站进口西侧翼墙靠的很近，在老泵站翼墙施工时地下有没有障碍物，谁也不知道，所以这个方案不可取。

3)帷幕灌浆，因为设备太大，它只是实用于大粒径砂石区域或浆砌石坝所用。我们的地下只有两段细中砂层，场地条件又不允许。所以就没采用此方案。

4)截渗墙，它的缺点为地下隐蔽工程，施工工艺复杂，基础要求高，特别是地基复杂时，施工中容易出现意想不到的问题，造成施工中断，所以也不能采用此方案［1］。

5)经有关工程技术人员在网上搜和查阅有关资料说，槽钢可以做断面小的围堰，但是作咱们的深基础、高水位、短渗径，地下还有两段细中砂层，渗水量又大，可没有说可以截渗。大家一致认为既然可以做小断面的围堰用，就不能做一次小断面的截渗墙吗?经甲乙方算经济帐，用20#a 槽钢，每延长米22.637 kg，市场价不足3 000 元/t，共需12 m长、63根，每根重量271.644 kg，共需17.11 t，才需要用5 万多元钱，比用钢板桩节省7 万多元，比其它方案都节省资金，经多方研讨和论证，一致同意用槽钢做截渗。具体做法是:

a)先让工人将8 mm厚的钢板割两块，尺寸是118.6 cm×58.6 cm，在钢板上按图纸尺寸割出凸凹槽，上下尺寸必须一致。如图1 所示。

图1 铁框架上下盖板图

b)将6cm×6cm 角铁尺寸是100 cm、割4 根做立柱用，在割尺寸118.8 cm、4 根做大横撑用，在割尺寸48 cm、4 根做小横撑用。

c)将切割的立柱、大横撑、小横撑、8 mm钢板都焊到一起，就成了一个用角铁做的框架了。

d)将12 m长的槽钢从中间割成45 ℃角割断，这样就两根都有尖了，往下压也好压了，在两根齐头往下5 cm用等离子焊机烧个φ16 的孔，往里串钢丝绳吊槽钢用。

e)用320 挖沟机将框架吊上，放到打桩指定位置，将框架下边预留的10 cm的腿压到土里，稳定框架用，再将拉来的槽钢用钢丝绳卡扣固定好，用挖沟机吊起槽钢，用两工人按照框架里的凸凹槽放好一头带尖槽钢把住，落到框架里挖沟机将钢丝绳上头放开用力往下压，压到和框架齐平，将槽钢上的钢丝绳解开，在吊下一根，等框架五根装满，将框架挪走，但是框架不挪走不能往下砸，如往下砸了槽钢出现砸堆了，框架就挪不出来了，往下砸到泥岩0.5m 为止。但是不能5 根都砸下去，只能砸下4 根，留一根，将框架套在预留的1 根槽钢上，以稳定框架所用，免得左右摆动。用了2 d时间将24.2 延长米槽钢截渗墙就做完了。算了下经济账，挖沟机用了两天连柴油都算上才用了5 000多元钱，四名民工480 元，电焊工两人600 元，装卸槽钢和运送槽钢铲车费用1 400元，钢板和角铁都算上2000 元，槽钢17.11 t ×3000 元=51330 元，总合计60810 元。比上述其他方案都省钱，工艺简单、施工方便、不受条件限制，另外槽钢还可以吊出来重复利用。

总结上述槽钢截渗在这里看到了止水效果:①没用槽钢截渗前，这24 延长米打了五眼井和11 眼群井抽水都控制不住往基坑里流水和脱坡;②打完槽钢截渗墙后，只用两眼井抽水，水泵还经常停;③通过槽钢截渗在2013年汛期水位达到了123.10 m，此处都没有出现险情;④此方案既省钱、又方便、易施工、不受其他条件限制，但是槽钢不能超过挖沟机大臂长7 m，只要挖沟机能进去，就能施工，既省钱、又实用，值得推广使用。

［1］宋恩来. 丰满水电站更新改造取得显著成效［J］. 水力发电，1999(02):48 －50，57.