大坝基础处理技术的探索

大坝基础处理技术的探索

张启鑫

张启鑫

国网黑龙江省电力有限公司牡丹江水力发电总厂黑龙江牡丹江157000

摘要：近年来，我国经济迅猛发展，而水利工程作为国家建设的基础工程，其发展自然得到了国家的不断关注。枢纽大坝是水利水电工程的重要一环，其质量关系到整个水利水电工程的质量和使用效率，枢纽大坝工程的基础处理技术更是整个大坝施工中的重中之重，本文对大坝基础处理技术进行探讨。

关键词：水利水电大坝工程；基础处理；技术

在我国经济发展的同时，水电事业也在快速的发展，各项水利工程的建设数量也在增多，而在水利工程中，大坝是其重要的构成部分。在水利工程施工中，其大坝基础处理关键技术的探讨与应用备受广大施工人员的关注，大坝基础技术作为工程建设的核心，必须加强对其基础技术的细化分析，并针对性的钻研关键技术方案。

1.大坝基础处理技术的重要性

大坝工程在整个水利水电工程中占据重要地位，但是这些工程实施起来往往较有难度。在建造设计水利水电大坝工程时，必须要对它的基础处理金属进行严格分析，并且依照有关的标准规范来设计，以确保水利水电大坝工程基础的质量安全。因为大坝基础工程为隐蔽工程，所以在工程收工后，难以对其质量进行有效的评估和检验。工程质量的好与坏只有在其运行之后才能充分掌握，但是一旦大坝在运行之后出现基础工程质量问题，其返修工作的进行将会很难。大坝的基础设计如果科学度和准确度不够会造成整个大坝的危险系数增加，甚至有可能发生工程事故或者无法抵抗自然灾害。

2.大坝基础开挖方式

在对大坝基础工作环节进行开挖施工时，一定要确保开挖的方式呈现出台阶处理控制，并将其宽度与高度切实按照相关规定进行配比，并为其实现基础开挖与对应的标准相匹配。为了方便施工，每一坝段台阶的宽度应比坝段总宽度的1/2大，且应≥4m；岸坡按每15米高差开挖一马道，并控制开挖坡比，注意如若岩体产状不利或遇顺向坡，应在放宽坡比的同时，采取排水、设边坡截水沟、锚杆支护、预应力锚杆加固、表面喷护砼封闭保护及设砼阻滑键等支护措施，注意密切监测边坡的变形情况。由于水库大坝基本上是建筑在地基岩体上的，地基岩体不可避免地要遇到各种风化的岩体，一方面由于高坝，大多修建在高山峡谷地区，位于峡谷表面或河床表面的岩体因风化严重，其抗压强度降低，承载力很低，而且风化岩体中裂隙增多、开度增大，岩体完整性较差，抗变形和抗滑稳定能力较差，不能满足大坝对地基岩体的要求，因此这部分风化严重的岩体必须予以挖除。在基坑的开挖工作中，需要将两岸的高程坝的高度进行测量和把控，对其基岩施工性能等进行河床的改进，从而防止大坝基础工程受到风蚀影响。大坝坝基的地质缺陷以断层和软弱夹层两部分为主，在坝基地质处理前需要充分了解地质的实际情况，并制定相应的解决方案，一般情况下采用掏挖和利塞这两种处理方式。若使用掏挖的方法，不但要将把深度与宽度比控制在1～16，还需要对夹层密集区域和断层交汇区域进行针对性处理。断层开挖中，需要延伸至坝体外界3-4m。对软弱夹层进行掏挖作业中，需要将深度进行合理控制，一般深延至软夹层的1-2倍，针对断层交汇区、夹层密集区等进行重点监督管理。拱坝坝基有断层时，将视断层的规模及位置，若在拱推力的作用下会产生滑动或较大的变形时，要用混凝土回填补强，其施工方法基本上是开挖平洞和浇筑混凝土。

3.基渗流控制

在对大坝进行基础处理之前，都需要制定出多种的基础处理方案，根据施工的实际情况，对这些方案进行比较分析，从中选出最适宜应用的方案，然后依据该方案的要求，来对大坝坝基混凝土防渗墙进行施工。为了降低坝基的渗漏量及稳定软弱夹层，应对坝基渗流进行有效控制，具体采取“竖直灌浆帷幕+排水”的坝基渗流控制方案，即先在坝基前缘及坝肩设竖直帷幕，再在其后设排水设施，以消减幕后的残余水头。

3.1设置防渗帷幕

水利工程中，防渗帷幕为较为常见的排水设置，一般将将其置于坝基上游灌浆位廊道位置处，需要与坝肩、山体进行合理的顺延方向控制，达到合理蓄水位、地下水水位交接145m处时停止，一般帷幕长度为549m。在帷幕灌浆中，孔形以垂直孔为主及其排距、间距分别为0.2m和2.0m。一般来说选择单排孔的防渗帷幕，但经过实际考察发现坝基只有两处透水性较好，所以分别使用分段钻灌和孔内循环灌注处理方法，浆材为525号普通硅酸盐水泥。当通过断层的渗流可能过大而灌浆又不能满足防渗要求时，就要用混凝土塞进行处理。混凝土塞的深度以渗流水力坡降和其流速不超过按断层材料所规定的临界值而定。

3.2设置基础排水

坝基中的排水孔可对控制坝基的场压力具有重要作用，建议按如下要求设排水孔：在防渗帷幕后设基础排水孔；在水垫塘附件上设成排封闭型排水孔；在封闭抽排区间设纵横3排辅助排水孔。在所有的孔洞都施工完成后，就需要对孔洞周围进行清洁处理，减少堆积的泥沙以及各种废弃物，做好相关的清孔工作，才能够保障厚度。在设置排水孔时，应控制好如下技术参数：孔距设为3m；孔径设为90～113mm；排水孔倾斜向下游及其倾角设为75°；辅助排水孔设为垂直孔；主排水孔孔深设为帷幕孔深的2/3，其中封闭型排水孔、辅助排水孔的孔深分别设为12m和9m。排水孔的设置中，一般需要进行软夹层的避让处理，防止渗漏状况的发生。每次造孔前必须修正钻头的钢丝绳，水平方向使其准确对准轴线，垂直方向对准所打孔的孔位中心，且每进尺0.5m后检查校正一次。钻进中应坚持勤松绳，打紧绳的原则，防止斜孔。进行浇筑时，要严格控制槽孔内商品混凝土上升速度不小于2m/h，三根导管下的商品混凝土面相差不大于0.5m，导管埋入商品混凝土中应在1原6m。要严格控制商品混凝土拌和系统的进料和搅拌情况，保证浇筑商品混凝土的坍落度。商品混凝土浇筑必须连续，一次浇完。要想使得造孔的孔壁具有较好的稳定性，使得施工可以顺利的开展，就需要先进性比较试验，合理的对泥浆进行配合比的调配，使得泥浆中的水、粘土以及纯碱的比例符合施工的具体要求。

4.软夹层处理和坝基涌泉

水利工程建设往往处于较为偏僻的地区，受自然环境的影响较大，必须对一些地震区和风蚀地区等特殊地域进行细化分析，从而将大坝基础工作处理好，保证工程建设的稳定性。在工程建设的大坝基础工作中，其软土夹层的抗剪强度问题必须得到处理，由于软土层的含水量与其它土层相比更多，加之其自身的透水性能不佳，便使得整个软夹层的抗剪能力下降，严重影响了坝体的稳定性。工程坝基中软弱夹层的组份以软弱的风化土为主，并具有形状不规则、影响范围广及贯穿整个坝基等特点。因此，为了保护建筑物的安全稳定性，应通过灌浆处理来提高坝基的承载力，这是一种置换法，即将砼灌入软弱夹层中，使其与夹层物质混合，继而通过改变夹层的组份来提高其承载力。坝基涌泉的危害程度要远远高于软夹层处理问题，其能够使得坝体整体的稳定性遭到破坏。为此，从将其对应的混凝土浇筑工作着手便十分重要，通常情况下，施工中需要借用一些能排则排，能堵便堵的方法对其进行控制。

5.讨论

社会的高速发展推动着我国水利工程事业的良好发展，水利事业在发展中又推动者国民经济的稳步提高，二者相辅相成的作用下为社会的发展提供了良好的发展契机。水利工程的大坝基础处理中，根据工程自身状况、当地土质条件等，对坝基进行渗压、渗流的合理监测，根据监测参数进行对应组织处理，合理应用相应的水利工程的大坝基础处理技术，解决问题。

参考文献

[1]马坤,倪志刚,徐利.帷幕灌浆施工技术在水库大坝基础防渗加固处理中的应用[J].水利建设与管理,2017,37(2):22-25.

[2]娄方龙,张鑫,苗长龙.帷幕灌浆施工技术在水库大坝基础防渗加固处理中的应用[J].工程技术:引文版,2016(12):00162-00162.