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(1 烟台大学 土木工程系,山东 烟台 264005;
2 烟台大地防渗加 固工程有限公司,山东 烟台 264100)
中图分类号:TV543
A
据统计,全国有310个城市以开采利用地下水作为供水水源,约占全国城市供水的71%。其中54个城市以地下水为主要供水水源,北方城市占46个,南方城市占8个。经综合论证,建设地下水库,尤其是建设河谷型地下水库,是开发利用地下水资源的重要途径〔1〕。目前,地下水库已成为世界上解决供水问题的有效措施和基本手段。欧洲一些国家专门利用地下水库进行人工补给地下水后取水使用。以色列为了满足全国供水,使用地下水库作为供水水源的中间调节库,解决了水资源短缺问题。地下水库由以下工程系统组成:补源工程、地表拦蓄工程、排污工程、地下帷幕工程。截渗坝工程、提水工程、供水工程、咸水排泄工程、管理监测系统。地下截渗坝工程是地下水库的重要组成部分,与地表拦蓄工程密切配合,将最后一道拦蓄闸和地下截渗坝上下连接共同拦蓄水资源。
高压喷射灌浆(high pressure jet grouting)是利用能量较大的水气同轴喷射切割掺搅地层,同时将凝结材料,如水泥浆,灌注掺搅地层,形成要求性状的凝结体。过去一直认为,高喷灌浆技术只适用于均匀细颗粒松散地层,对其他地层,多持慎重或怀疑态度。但经多年的研究和工程试验证明,只要控制措施和工艺参数选择得当,在各种松散地层均可采用该技术〔2,3〕。作者以烟台夹河卵砾石层地下水库建设为例,研究了高喷灌浆技术的应用。
1 工程概况
夹河地下水库是一项解决烟台市水资源紧缺、防止海水入侵、改善生态环境的新建大型工程,位于烟台市福山区,坝址西起朱甲山经永福园至宫家岛,坝线全长2511m。水库控制流域面积2200km2,含水层厚度15.5~27.6m,给水度μ=0.35~0.45,总库容2.05×10.8m3,调节库容0.65×10.8m3。水库建成后可增加市区供水量960×10.4m3。
根据SL252-2000水利水电工程等级划分标准,夹河地下水库为大(二)型工程,属二等工程、二级建筑物,工程区地震烈度为Vll度。经科学分析,采用高压喷射灌浆技术构筑地下水库截渗坝。工程于2000年11月16日开工至2001年8月10日竣工。
夹河地下水库截渗坝工程,坝轴线以永福园基岩隆起为界分为东西两坝段,详见图1。东坝段工程:西起永福园东至宫家岛,桩号为3+486.l~4+444.3,长958m,其中桩号3+486.1~3+754.4、4+277.6~4+444.3为单排摆喷防渗墙,桩号3+754.4~4+277.6为双排摆喷防渗墙。坝顶高程0.5m,坝底高程-1~29.53m,平均坝高15m,最大坝高29.3m。建检查围井6个,建水位观测井8个。西坝段工程:西起朱甲山东至永福园,桩号为0+629.2~www.tmgc8.com2+182.2,长1553m,其中桩号0+629.2~l+520为双排半圆喷防渗墙,桩号1+520~2+182.2为单排摆喷防渗墙。坝顶高程-3.5m,坝底高程-4.1~34.5m,最大坝高31m。建检查围井5个,建水位观测井8个。
a-双排摆喷防渗墙;b-双排半园喷防渗墙;c-单排摆喷防渗墙
图1 夹河地下水库截渗坝纵剖面示意
2 场地水文地质工程地质条件
坝轴线地处夹河冲积平原下游,距夹河入海口6.2km,地势较为平坦。西起朱甲山经永福园至宫家岛,勘探全线长4620m,被永福园基岩隆起分为东西两坝段。东坝段第四系厚度6~33m,西坝段第四系厚度12~38m,东、西坝段各地层岩性分布和渗透系数见表1〔4〕。
表1 东、西坝段各地层岩性分布和渗透系数
地点
层底埋深/m
层底高程/m
地 层岩性
渗透系数/(cm·s-1)
东
坝
段
4.60~8.20
7.40~18.20
17.30~21.80
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