淺析水利工程施工中大壩基礎處理關鍵技術論文

　　1工程概況

　　甘肅某水利工程的主要用途是防洪，大壩為砼重力壩，最大高度達80m。在壩基的四周，共有6條NE向斷層及河床基巖槽，其中以河床F1與右岸F2對建筑物的影響最為明顯。壩基巖體包括砂巖、頁巖及灰巖，具有較強的透水性，同時壩址處地下水以裂縫(承壓)水為主。據不透水規定，河床及兩岸位置應分別設在37～59m、52～93m。在總體上，壩基巖石的實際強度與砼重力壩的建設要求相符。但因斷層地質的影響，在水利工程施工中應注意軟弱夾層和壩基滲漏等問題。

　　2壩基開挖

　　在水利工程施工中大壩基礎及岸坡采用臺階式開挖方式。為了方便施工，每一壩段臺階的寬度應比壩段總寬度的1/2大，且應≥4m;岸坡按每15米高差開挖一馬道，并控制開挖坡比，注意如若巖體產狀不利或遇順向坡，應在放寬坡比的同時，采取排水、設邊坡截水溝、錨桿支護、預應力錨桿加固、表面噴護砼封閉保護及設砼阻滑鍵等支護措施，注意密切監測邊坡的變形情況。

　　在基坑開挖中，針對兩岸壩段高程過高的情況，應以基巖施工標準為依據改進河床，如若存在裂縫或間隙夾層等問題，無疑會使基面風化加劇。據地勘資料顯示，河床基巖頂板的最低高程及弱—強風化的下限高程分別為152.74m、150.84m，為了適應建筑物布置、壩基巖體質量及剪切帶性狀等的需要，應控制建基面的高程。在壩基開挖中，針對遇到的斷層、軟弱夾層及巖溶等地質問題，建議在綜合分析客觀實際的基礎上，制定針對性的處理方案。

　　2.1斷層

　　針對寬度>1m的斷層、裂隙密集帶及剪切交匯帶，建議采取“槽挖+置換砼”的處理措施。其中，砼塞深度應為破碎帶寬度的1.0～1.5倍;槽挖斷面設為梯形及其側邊坡度比為1∶0.5;對于壩趾、壩踵出露處的斷層，應適當延長其開挖范圍及加深其回填深度;斷層開挖與回填砼塞后，應對其四周做固結灌漿處理，注意灌漿深度應至斷層下盤一兩米處。同時，剪切帶性狀差、裂隙發育及巖石破碎的重要地段也應做

　　固結灌漿處理，以提高地基的承載力。

　　2.2軟弱夾層

　　在水利工程施工中，如若未妥善處理存在軟弱夾層的地基，則會危及建筑物的安全穩定性。

　　案例工程壩基中軟弱夾層的組份以軟弱的風化土為主，并具有形狀不規則、影響范圍廣及貫穿整個壩基等特點。因此，為了保護建筑物的安全穩定性，應通過灌漿處理來提高壩基的承載力，這是一種置換法，即將砼灌入軟弱夾層中，使其與夾層物質混合，繼而通過改變夾層的`組份來提高其承載力。

　　2.3巖溶

　　在壩基開挖中應妥善處理巖溶，即含泥質生物灰巖是一種強巖溶層，建議在基坑開挖時，用砼置換處理壩基發育的緩傾角、淺層溶蝕裂隙;針對埋深較大及無法通過地表開挖回填砼來處理的溶蝕帶，建議進行井挖追蹤回填或固結灌漿處理;針對壩基右岸的KW64巖溶系統和溶洞，建議先洞挖或明挖清除，再回填厚度一定的砼，并設專門的管路來引出KW64巖溶系統的水流;針對平洞開挖中所遇的溶洞，建議先擴挖清理或追索

　　掏挖，再回填砼，并在必要時進行回填灌漿和固結灌漿。

　　3基滲流控制

　　為了降低壩基的滲漏量及穩定軟弱夾層，應對壩基滲流進行有效控制，具體采取“豎直灌漿帷幕+排水”的壩基滲流控制方案，即先在壩基前緣及壩肩設豎直帷幕，再在其后設排水設施，以消減幕后的殘余水頭。在這一方案下，防滲面積達3.89萬m2及帷幕灌漿、排水進尺分別達2.83萬m和1.38萬m。

　　3.1設置防滲帷幕

　　防滲帷幕是一種應用效果較佳的排水方式，其在案例工程中的應用如下：先將防滲帷幕設在上游基礎灌漿廊道中，再分別延伸至壩肩山體，并停在地下水位與正常蓄水位相交的145m高程處，此時防滲帷幕總長超過549m;水墊塘上按“一”字形設防滲帷幕及保證其處在二道壩基灌漿廊道中，并按山體走向延伸至30m，此時防滲線路總長應低于295m。依照經驗，防滲帷幕的設置應滿足如下標準：壩基防滲帷幕的透水率q應≤3Lu;水塘、山體及壩肩的透水率應≤5.0Lu。通常而言，防滲帷幕單排設孔，其中F1、F2沿河流流向及在具有較好滲水性的地段上設孔，具體設深度超過13m的固結灌漿孔，以使壩基巖體的抗滲性更強。在帷幕灌漿中，孔形以垂直孔為主及其排距、間距分別為0.2m和2.0m。調查結果發現，僅F1和F2的巖體具有較好的透水性，建議選用懸掛式防滲帷幕，并保證壩基帷幕深度超過30m、封閉帷幕深度超過16m。在實際施工中，防滲帷幕應以灌漿孔段的客觀實際為依據采取分段鉆灌和孔內循環灌注法，并選用525#普通硅酸鹽水泥，同時針對帷幕表層段而言，其灌漿壓力應為其他孔段的一兩倍。

　　3.2設置基礎排水

　　壩基中的排水孔可對控制壩基的揚壓力具有重要作用，建議按如下要求設排水孔：在防滲帷幕后設基礎排水孔;在水墊塘附件上設成排封閉型排水孔;在封閉抽排區間設縱橫3排輔助排水孔。在設置排水孔時，應控制好如下技術參數：孔距設為3m;孔徑設為90～113mm;排水孔傾斜向下游及其傾角設為75°;輔助排水孔設為垂直孔;主排水孔孔深設為帷幕孔深的2/3，其中封閉型排水孔、輔助排水孔的孔深分別設為12m和9m。通過分析發現，壩基軟弱夾層具有較弱的抗滲破壞力，其臨界滲透比、破壞滲透比分別為2.5～6、20～46。因此，任一類排水孔從剪切破碎帶穿過時都應采取孔內保護措施，以防軟弱夾層出現滲透破壞。

　　4結語

　　綜上所述，在水利工程施工中壩基處理的關鍵在于缺陷地質的處理及滲流控制。但在未來的發展中，壩基處理的要求有待進一步提高，以充分發揮水利工程對社會經濟的服務能力。

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