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水利工程施工中大壩基礎(chǔ)處理問題分析

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水利水電工程作為帶動(dòng)國民經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)，對(duì)社會(huì)穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)提升具有關(guān)鍵影響作用。作為水利施工中的核心部分，大壩基礎(chǔ)施工較為關(guān)鍵，是維護(hù)整體功能有效運(yùn)行的必要部分。相比于一般的建筑項(xiàng)目工程而言，水利水電工程的施工難度較大，尤其是大壩基礎(chǔ)施工，需要充分加強(qiáng)壩基巖層分析、斷層處理，借助先進(jìn)工藝進(jìn)行透水層的防滲處理，本文針對(duì)大壩基礎(chǔ)處理要素進(jìn)行了充分分析，旨在提高水利水電工程的施工質(zhì)量。

水利施工項(xiàng)目 水利水電工程 大壩基礎(chǔ)處理問題 施工質(zhì)量

社會(huì)快速發(fā)展帶動(dòng)了國家各行業(yè)的進(jìn)步，對(duì)應(yīng)水利水電工程的發(fā)展速度不斷提升，為了保證對(duì)應(yīng)施工質(zhì)量滿足社會(huì)需求，需要加強(qiáng)樞紐大壩施工處理，樞紐大壩工程作為整體工程項(xiàng)目的核心部位，對(duì)工程質(zhì)量、施工效率影響較大，為此，加強(qiáng)樞紐施工的基礎(chǔ)處理控制，是保證大壩使用功能的關(guān)鍵。本文針對(duì)國內(nèi)水利工程現(xiàn)狀，進(jìn)行了大壩基礎(chǔ)問題討論，從技術(shù)角度出發(fā)進(jìn)行了大壩基礎(chǔ)處理問題探討。

1.水利工程大壩基礎(chǔ)常見問題分析

針對(duì)國內(nèi)水利工程進(jìn)行總結(jié)分析，總體上看，壩基巖石的強(qiáng)度一般較高，與混凝土重力壩大體具有一致的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，受斷層影響，施工中需要加強(qiáng)質(zhì)量問題控制，分析如下。第一、軟弱夾層狀況分析，該夾層中，力學(xué)性能相對(duì)較小，抗剪強(qiáng)度僅為0.23-0.33,變形模量也僅為 0.02-0.04 GPa。相比于周邊巖體的力學(xué)參數(shù)，明顯偏低，導(dǎo)致壩基整體抗壓能力較差。第二、壩基滲漏狀況分析，水利工程中，壩基的巖體抗?jié)B效果一般較好，根據(jù)當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)狀況，對(duì)F1、F2層需要進(jìn)行貫穿壩基控制，該環(huán)節(jié)中裂痕、滲漏問題較為常見，需要引起重視。第三、巖體錯(cuò)位狀況分析，大壩建設(shè)施工中，巖體強(qiáng)度高，但是變形模量小，兩岸的拱座巖體中，軟夾層較多，易發(fā)生錯(cuò)位等質(zhì)量缺陷。

2.基礎(chǔ)開挖環(huán)節(jié)分析

水利水電工程項(xiàng)目一般地處偏僻山區(qū)，受周邊巖層風(fēng)化狀態(tài)等影響，其結(jié)構(gòu)、斷層面等存在諸多不同，對(duì)大壩的穩(wěn)定性影響較大，尤其是潛在地震區(qū)域的壩基選址中需要引起足夠的重視。

2.1開挖方式

大壩基礎(chǔ)開挖一般為臺(tái)階式處理控制，其寬度、高度需要綜合壩體的抗滑性能、安全性能分析，為了實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)開挖與對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)匹配，設(shè)計(jì)中，需要將壩基面進(jìn)行上斜一定角度，一般為7度，實(shí)現(xiàn)壩基的穩(wěn)定狀態(tài)。此外，針對(duì)泄洪期間霧化的狀況，為了避免霧化導(dǎo)致的巖石侵蝕，需要進(jìn)行邊坡開挖施工期間的有效處理，避免后期安全隱患。

2.2開挖高程

基坑開挖環(huán)節(jié)中，若兩岸高程壩的高度過大，需要根據(jù)基巖施工性能等進(jìn)行河床改進(jìn)，若間隙夾縫過大、裂痕明顯，會(huì)引起后期基面風(fēng)化。其具體表現(xiàn)為：表面巖層的裂痕加劇、完整性降低。對(duì)大壩建筑使用的巖體需要進(jìn)行合理選擇，如巖體的巖性、完整性、風(fēng)化厚度等等。針對(duì)河床溢流壩區(qū)間而言，需要在開挖高層上進(jìn)行高度控制，一般為65m左右，對(duì)兩岸擋水壩的距離需要進(jìn)行增加提升。

2.3地質(zhì)缺陷問題分析

壩基施工中，斷層、軟夾層狀況較多，處理時(shí)，需要根據(jù)實(shí)際狀況進(jìn)行對(duì)應(yīng)分析，一般借助掏挖處理。斷層開挖中，需要延伸至壩體外界3-4m。對(duì)軟弱夾層進(jìn)行掏挖作業(yè)中，需要將深度進(jìn)行合理控制，一般深延至軟夾層的1-2倍，針對(duì)斷層交匯區(qū)、夾層密集區(qū)等進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)督管理。

3.壩基滲流問題分析

3.1防滲帷幕的設(shè)計(jì)選取分析

水利工程中，防滲帷幕為較為常見的排水設(shè)置，一般將將其置于壩基上游灌漿位廊道位置處，需要與壩肩、山體進(jìn)行合理的順延方向控制，達(dá)到合理蓄水位、地下水水位交接145m處時(shí)停止，一般帷幕長度為549m。帷幕施工中，需要保證排列形式為“一”字形，其位置處于二道壩基的灌漿廊道處較為合理，可根據(jù)山體走向進(jìn)行擴(kuò)大延續(xù)，長度為30m左右，且需要控制防滲總長在295m之內(nèi)。水利施工中，防滲帷幕的設(shè)計(jì)原則分析如下：河床壩基位置透水率應(yīng)為q 2Lu,壩肩、山體和水墊塘透水率應(yīng)為q 4Lu。

表1　軟土夾層的處理方法及適用狀況分析

一般情況下，工程的防滲帷幕為單排孔的形式，河床、右岸需要保證沿著河流的方向進(jìn)行孔的定位，借助固結(jié)灌漿法進(jìn)行防滲帷幕施工，孔深一般不低于13m，其原因在于提高壩基巖體的抗?jié)B效果。灌漿操作中，孔多為垂直方向設(shè)置，間距2m。根據(jù)國內(nèi)水利工程項(xiàng)目的總結(jié)分析發(fā)現(xiàn)，河床、右岸一般具有良好的透水性能，其他部位的透水性一般。為此，可借助懸掛法進(jìn)行防滲施工，壩基帷幕需要在30m以上較為合適，且封閉帷幕深度不低于16m。施工處理中，需要根據(jù)實(shí)際狀況進(jìn)行灌漿的孔段設(shè)置，采取對(duì)應(yīng)的孔內(nèi)循環(huán)灌注、分段鉆灌的方法控制。漿材等需要保證型號(hào)規(guī)格滿足施工要求，一般選525號(hào)普通硅酸鹽水泥進(jìn)行帷幕施工，表層施工中，灌漿壓力一般為1-2倍普通部位的數(shù)值。

3.2基礎(chǔ)排水的設(shè)置分析

水利施工中，大壩的基礎(chǔ)排孔作用較大，是降低壩基揚(yáng)壓力的關(guān)鍵設(shè)置。為了滿足壩基揚(yáng)壓力需要，一般基礎(chǔ)排水孔需要設(shè)置在帷幕后，根據(jù)水墊塘狀況、附件形式等進(jìn)行封閉排水孔處理。封閉抽排設(shè)置區(qū)域內(nèi)，一般縱橫設(shè)置3排排水孔，保證封閉排水效果良好。設(shè)計(jì)排水口時(shí)，需要根據(jù)參數(shù)變化進(jìn)行處理：孔徑范圍為90～113mm，孔距3m，斜孔角度為75°。輔助排水孔的設(shè)置中，一般為垂直設(shè)計(jì)，對(duì)應(yīng)孔深根據(jù)帷幕的60%左右進(jìn)行改動(dòng)處理，封閉排水孔深度為12m，輔助孔深9米。壩基的滲流處理中，分析后發(fā)現(xiàn)對(duì)應(yīng)軟弱夾層的抗?jié)B破壞力較低，臨界滲透比不超過6.2。因此排水孔的設(shè)置中，一般需要進(jìn)行軟夾層的避讓處理，防止?jié)B漏狀況的發(fā)生。

3.3設(shè)計(jì)方案的選取

壩基滲漏問題對(duì)整體工程項(xiàng)目的危害較高，需要引起足夠的重視，設(shè)計(jì)中，根據(jù)壩基消力池穩(wěn)定性進(jìn)行方案設(shè)計(jì)，對(duì)滲漏量、滲漏系數(shù)等進(jìn)行合理選取，實(shí)現(xiàn)軟弱夾層的合理控制。河床滲流的特點(diǎn)如下：高處低、穩(wěn)定性差、水頭高，導(dǎo)致設(shè)計(jì)工作的難度較大。針對(duì)水利工程狀況，排水方案的選取較為關(guān)鍵。

4.特殊地基的新工藝分析

水利工程的特殊性、重要性增加了大壩的施工難度，為了保證施工質(zhì)量、安全施工等要求，需要對(duì)大壩的施工工藝進(jìn)行全面掌控，水利工程地域廣、分布范圍大，加強(qiáng)對(duì)特殊地基的研發(fā)討論，實(shí)現(xiàn)特殊地基的新工藝控制具有重大價(jià)值，具體分析如下。

4.1強(qiáng)透水層的防滲分析

水利工程中，其地基施工中的強(qiáng)透水層包含礫石、卵石，需要進(jìn)行開挖清除處理，接著進(jìn)行混凝土、黏土的置換操作，填充后形成截水墻。其次，借助沖擊鉆進(jìn)行大孔徑孔的鉆取，填充黏土、混凝土后進(jìn)行防滲墻的建立，還可以借助高壓噴射灌漿的方法施工，對(duì)應(yīng)建筑處水泥防滲墻。

4.2可液化土層的分析

水利工程中，大壩的地基施工常見可液化土層的狀況，其處理方法分析如下：第一、分層振搗，保證壓實(shí)性良好；第二、對(duì)科夜話土層進(jìn)行立砂井、灰土樁設(shè)置；第三、開挖后填充高強(qiáng)度的物質(zhì)；第四、對(duì)混凝土進(jìn)行可液化土層的封閉施工。

4.3軟弱夾層的處理分析

軟土夾層主要特點(diǎn)：含水率高、透水性差。導(dǎo)致水利工程中該基礎(chǔ)土層中含水率甚至高達(dá)70%，抗剪強(qiáng)度較低，其處理方法總結(jié)如表1所示。

4.4壩基涌泉狀況處理控制方法分析

對(duì)于現(xiàn)代水利工程而言，壩基涌泉的危害較高，土壩受管涌狀況影響，導(dǎo)致壩體自身穩(wěn)定性下降，對(duì)應(yīng)混凝土澆筑較為關(guān)鍵，一般借助能排則排、能堵則堵的方法進(jìn)行控制。

5.結(jié)語

為了保證社會(huì)穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定增長，需要加強(qiáng)水利工程相關(guān)項(xiàng)目的重點(diǎn)建設(shè)，水利工程的大壩基礎(chǔ)處理環(huán)節(jié)中，根據(jù)工程自身狀況、當(dāng)?shù)赝临|(zhì)條件等，對(duì)壩基進(jìn)行滲壓、滲流的合理監(jiān)測(cè)，根據(jù)監(jiān)測(cè)參數(shù)進(jìn)行對(duì)應(yīng)組織處理，工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，封閉式抽水排水在降壓排滲處理中效果良好，可提高壩基的控制效果，對(duì)水利工程的合理開展意義重大。

[1]王飛.水利工程中大壩基礎(chǔ)處理的措施[J].中國水運(yùn)(下半月),2012,12(12):184-185.

[2]王軍.化學(xué)灌漿在大壩基礎(chǔ)處理中的應(yīng)用[J].黑龍江科技信息,2012(28):292.

[3]蔣啟明.水利工程防滲漏施工控制[J].建材與裝飾,2012(1):194-195.