小穆棱河渡槽基础变更方案的选择

王宇平，刘 蕊

( 黑龙江农垦勘测设计研究院，哈尔滨150090)

1 工程概况

兴凯湖灌区位于黑龙江省三江平原东南部的穆棱河下游地区，密山市和虎林市境内，行政隶属于黑龙江省农垦总局牡丹江分局，灌溉规划水田面积1.34 万hm2，工程规模为大( 1) 型灌区［1－2］。新河总干渠是兴凯湖灌区的总干渠，全长74.39 km，担负着6.13 万hm2水田的输水任务。

小穆棱河渡槽位于新河总干渠第三段的末端，下游杨木分区和清河分区约2.2 万hm2的水田灌溉需求，设计流量32.33 m3/s，加大流量38.79 m3/s，渡槽工程级别为3 级。小穆棱河渡槽为综合式渡槽，槽前设有节制闸及泄水闸。槽身断面为矩形，分两槽，槽高2.8 m，槽长63 m，分7 跨，单跨长9 m。由进口节制闸、进口U 槽、进口挡土墙，槽身、出口U槽、出口挡土墙、泄水闸、陡槽、消力池等组成［3］。

2 地质状况

小穆棱河渡槽处布置了7个地质孔，地质情况依次为:表层淤泥土厚0.3 ～1.0 m，平均厚0.65 m，平均高程在59.78 ～60.43 m; 第二层为低液限粉土厚0.8 ～3.3 m，平均厚度2.5 m，平均高程在59.78～57.28 m，容许承载力150 kPa; 第三层为含砂低液限黏土，厚度1.4 m，高程在57.28 ～55.88 m，容许承载力120 kPa; 第四层为含细粒土细砂，厚度2.5 ～6 m，平均厚度4.25 m，容许承载力110 kPa，第五层往下，多为低液限黏土、细砂，容许承载力在120～160 kPa。

3 变更的原因

3.1 施工围堰

小穆棱河渡槽下游500 m有一座节制闸，通过关闭下游节制闸，将小穆棱河的上游来水拦蓄起来，来满足约0.067 万hm2水田的灌溉要求，经过拦蓄之后，河水水位保持在61.50 ～62.5 m。

小穆棱河渡槽设计为Ⅲ等建筑物，施工洪水标准为5 a一遇，设计按自然条件下计算，施工洪水位为60.57 m，设计临时工程围堰顶高程61.07 m。在施工时，八五八农场因要灌溉水田，将下游节制闸关闭，抬高小穆棱河该区域水位以满足灌溉要求，使水位达到了61.50 ～62.5 m，比设计围堰设计水位高1.43 m。致使围堰工程量增大，黏土料场储量不足，这样就增大了外运比例，增加了工程投资。因此，按原设计方案，先修筑围堰，再将基坑内淤泥全部清除，再分层回填夯实后的施工方案无法实现。

3.2 地质原因

小穆棱河渡槽位于河道及漫滩地带，基坑积水严重，土料的含水率极大，无法达到碾压强度，必须经过晾晒才能满足设计要求，将大大延缓施工进度。

3.3 施工进度

该地区大面积发展水田，造成地下水位持续下降，已出现超采现象，因工期的要求，急需推进工程建设时间。

4 地基处理设计

为了加快施工进度，施工使用建筑垃圾填在河道中，修筑50 m长，5 m宽的进场路，填筑长92 m，宽19 m的筑岛平台，高程在62.5 m以上。在筑岛平台上，完成渡槽主体工程。这种施工方案不仅不用施工围堰导流，而且能够满足670 hm2水田的灌溉要求，更能使施工工期提前约50 d，尽快发挥工程效益。

针对工程现状，对以下3个方案进行了比较:

4.1 方案1:振冲碎石桩方案

该方案需将多填筑的黏土及河床0.5 m厚的淤泥质粉土挖除，回填砂性土，方案可行，可靠度高，但费用高。

4.2 方案2:基础处理采用换填垫层法

首先挖除河底淤泥质粉土，挖至含细粒土细砂下30 cm处，平整基底，然后进行换填，换填材料在距基础底面80 cm 范围内换填黏性土，分层碾压夯实，控制标准同设计交底。其下应根据就近料场具体情况选用碎石或砾砂、应级配良好，不含植物残体、垃圾等杂质，相对密度≥0.75，砂石的最大粒径≤5 cm，渗透系数≥10－2cm/s。

换填垫层顶面每边超出基础底边为300 mm，向下按30°扩散角扩散; 换填采用分层压实，每层厚度宜选用20 ～30 cm，碾压要达到密实均匀，均匀误差≤10%，基础承载力［R］≥160 kPa。

4.3 方案3:钻孔灌注桩

桩径、桩长均与槽身下灌注桩相同，经计算总布桩24 根，总桩长372 m。其中4#挡土墙及退水闸灌注桩基础长16 m，共8 根; 节制闸灌注桩基础长19 m，共4 根;其余长度均为14 m，共12 根。1#、3#、4#、6#、7#挡土墙基础下换填1.4 m深级配良好的粗砂及碎石。灌注桩所需混凝土量514.2 m3，钢筋37 228.1 kg，素 混 凝 土40.8 m3，粗 砂 及 碎 石共273.5 m3。

经比较，方案1 比方案3 投资高，工期长;方案2与方案3 投资相近，但工期长。为加快工程进度，节省投资，并更加有效防止节制闸和泄水闸建成后发生不均匀沉降，综合比较之后，采用方案3 钻孔灌注桩方案。

5 结 论

总之，地基处理方案设计，首先要了解地质情况，针对该处的地基条件及施工条件，通过技术、投资、施工等方面分析与比选，使设计方案达到技术上可靠、经济上合理。

［1］黑龙江农垦勘测设计研究院. 黑龙江省三江平原兴凯湖灌区总干渠工程初步设计报告［R］. 哈尔滨:黑龙江农垦勘测设计研究院，2008.

［2］黑龙江农垦勘测设计研究院. 黑龙江省兴凯湖灌区续建配套与节水改造工程实施方案［R］. 哈尔滨:黑龙江农垦勘测设计研究院，2008.

［3］竺珠慧，陈德亮，管枫年. 渡槽［M］，北京:中国水利水电出版社，2005.