胡濤

摘要：水利大壩的建設(shè)對(duì)于推動(dòng)地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，維護(hù)社會(huì)和諧穩(wěn)定等具有重要意義。近些年，我國(guó)相繼開(kāi)建了一大批水利大壩工程項(xiàng)目，越來(lái)越多的建設(shè)項(xiàng)目逐漸暴露了一些潛在問(wèn)題，本文就大壩基礎(chǔ)處理存在的問(wèn)題進(jìn)行分析，并針對(duì)性提出改善意見(jiàn)。

關(guān)鍵詞：水利工程;大壩;基礎(chǔ)處理

引言

隨著技術(shù)的發(fā)展，水利工程建設(shè)施工質(zhì)量也有了顯著提高。大壩設(shè)計(jì)與施工是水利工程的重要組成部分，唯有切實(shí)把控兩者之間的關(guān)系，才能真正意義上保證水利工程施工品質(zhì)。大壩基礎(chǔ)處理是水利工程重要施工環(huán)節(jié)，科學(xué)有效的大壩基礎(chǔ)處理無(wú)疑可以更好發(fā)揮大壩功能。

1.大壩基礎(chǔ)處理普遍存在的問(wèn)題分析

一般而言，大壩基礎(chǔ)巖石強(qiáng)度往往較高，基本可以滿(mǎn)足混凝土重力壩的施工要求。而實(shí)際一些水利工程項(xiàng)目由于地質(zhì)環(huán)境影響，比如斷層地質(zhì)條件等，致使整個(gè)工程施工期間存在一系列問(wèn)題，從而給整個(gè)工程留下了一定的質(zhì)量隱患。因此此次針對(duì)性的提出幾個(gè)常見(jiàn)的大壩基礎(chǔ)處理存在的問(wèn)題共同討論。

1.1壩基滲漏問(wèn)題

通常情況下，水利工程大壩施工區(qū)域的基礎(chǔ)巖體往往具有較高的抗?jié)B漏性。但也存在一些項(xiàng)目由于地質(zhì)環(huán)境的問(wèn)題，例如某大壩工程，其河床以及右岸等可能直接貫穿整個(gè)壩基，故而極易出現(xiàn)滲漏、裂縫以及碎裂等問(wèn)題，有必要采用針對(duì)性的方案予以解決。

1.2軟弱夾層問(wèn)題

對(duì)于大壩基礎(chǔ)的軟弱夾層，由于力學(xué)參數(shù)大大降低、抗剪強(qiáng)度以及變形模量等均處于較低值范圍，使得水利大壩與其周邊的巖體之間存在較為明顯的偏差。通常這樣的情況極有可能使得整個(gè)壩基的抗壓強(qiáng)度大大降低，影響整個(gè)大壩工程質(zhì)量。

1.3巖體錯(cuò)位問(wèn)題

實(shí)際大多數(shù)水利大壩施工項(xiàng)目壩基巖體均能達(dá)到相關(guān)要求，而由于大壩的形變模量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其它的巖體，如若此時(shí)在大壩兩側(cè)的拱座的巖體內(nèi)存在較多的軟弱夾層，則可能導(dǎo)致兩側(cè)的巖體逐漸出現(xiàn)錯(cuò)位情況。該問(wèn)題得不到有效解決，極有可能影響整個(gè)工程質(zhì)量，為后期交付使用留下重大安全隱患。

2.應(yīng)對(duì)措施分析

2.1基礎(chǔ)處理

目前大壩的基礎(chǔ)開(kāi)挖處理通常選擇臺(tái)階式開(kāi)挖模式，實(shí)際臺(tái)階的寬度以及高度設(shè)計(jì)主要依據(jù)實(shí)際壩體的抗滑安全情況所決定。為了確保大壩的實(shí)際開(kāi)挖效果和設(shè)計(jì)要求相符合，在工程設(shè)計(jì)流程中可以將壩基面做一定角度的傾斜，從而有利于壩基始終處于最佳狀態(tài)。對(duì)大壩基坑進(jìn)行開(kāi)挖時(shí)，假設(shè)大壩兩側(cè)高程壩段過(guò)高，則可以依據(jù)基巖作業(yè)要求對(duì)河床進(jìn)行優(yōu)化，例如工程施工中裂縫以及間隙夾層問(wèn)題可能會(huì)導(dǎo)致大壩基面進(jìn)一步被風(fēng)化。因此在工程建設(shè)初期應(yīng)當(dāng)預(yù)先對(duì)建壩區(qū)域的巖體特性、巖體的完整情況以及壩基巖體風(fēng)化厚度等進(jìn)行有效勘測(cè)。河床的溢流壩段，在建基面開(kāi)挖高程盡可能保持在合理范圍內(nèi)，此外還應(yīng)當(dāng)逐漸加大壩基兩側(cè)擋水壩段間距。

對(duì)于一些存在斷層以及軟弱夾層等地質(zhì)問(wèn)題的壩基，在進(jìn)行基礎(chǔ)處理時(shí)應(yīng)當(dāng)依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況制定有效策略進(jìn)行處理。通常采用掏沙以及利塞等方式進(jìn)行處理。對(duì)斷層進(jìn)行開(kāi)挖過(guò)程中務(wù)必延伸到壩外側(cè)3-4公分處。采用掏砂方式對(duì)軟弱夾層進(jìn)行處理時(shí)，可以將深度控制在軟弱夾層的1.5倍左右，此外對(duì)于夾層的交界處以及夾層密布位置應(yīng)當(dāng)進(jìn)行著重處理。

2.2滲漏處理辦法

針對(duì)壩基滲漏問(wèn)題，第一步應(yīng)當(dāng)依據(jù)壩基的消力池構(gòu)成與穩(wěn)定情況針對(duì)性的制定有效處理方案，進(jìn)一步緩解滲漏以及滲透系數(shù)，保證軟弱夾層的可靠性與穩(wěn)定性。在河床泄流過(guò)程中，往往水頭位置比較高、高程相對(duì)較小且抗浮穩(wěn)定性比較低，因此給整個(gè)工程的設(shè)計(jì)帶來(lái)一定的困難。依據(jù)不同水利項(xiàng)目的特性，通?？梢圆捎梅忾]帷幕抽水、常規(guī)帷幕抽排等方案。相較于其它方案，封閉帷幕抽排的方式可以有效減緩對(duì)地基的揚(yáng)壓力，進(jìn)一步提升整個(gè)壩基的可靠性。

防滲漏帷幕是目前應(yīng)用較為普遍的排水手段。施工現(xiàn)場(chǎng)安置防滲漏帷幕過(guò)程中，可以將其安置在壩基上游基礎(chǔ)的灌漿廊道內(nèi)。隨著兩側(cè)壩肩與山體空間的不斷擴(kuò)張，到達(dá)設(shè)計(jì)高度水位時(shí)停止。對(duì)于水墊塘防滲漏帷幕安置過(guò)程中，大都采用一字排開(kāi)的方式，保證其位置位于二道壩基的灌漿廊道內(nèi)，依據(jù)壩基兩側(cè)山體的動(dòng)向逐步擴(kuò)大，但應(yīng)當(dāng)保證防滲線(xiàn)路控制在合理范圍內(nèi)。大都情況下選用單排孔設(shè)計(jì)的防滲漏帷幕，項(xiàng)目的河床以及右岸等可以隨著河流的動(dòng)向在滲水效果相對(duì)較好的位置增加孔。在對(duì)防滲帷幕安置時(shí)可以選擇固結(jié)灌漿孔，孔的深度應(yīng)當(dāng)保持不低于13米。這樣做的目的是為了提升壩基巖體的整個(gè)抗?jié)B透性能。在帷幕灌漿過(guò)程中，孔的形狀大多是垂直孔，孔與孔之間的距離控制在2米左右即可。大量研究表明，針對(duì)一些河床以及右岸滲水性能較好，而其它區(qū)域滲水性能較低的區(qū)域，可以選擇懸掛式防滲帷幕。通常壩基的帷幕需要在30米以上，深度則應(yīng)當(dāng)高于16米。在防滲帷幕施工期間，應(yīng)當(dāng)采用有效手段，灌漿流程中依據(jù)各個(gè)孔段實(shí)際情況，選擇合適的孔內(nèi)循環(huán)灌漿與分段鉆灌方式。而在灌漿材料的選擇上，則以525常規(guī)硅酸鹽為宜，在帷幕表層的灌漿過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)保持灌漿壓力在1.5倍左右。

對(duì)于水利大壩工程，基礎(chǔ)排水是其重要組成部分。科學(xué)合理的基礎(chǔ)排水設(shè)計(jì)可以有效減緩整個(gè)大壩基礎(chǔ)所承受的揚(yáng)壓力。為了使得整個(gè)壩基的揚(yáng)壓力控制在合理范圍內(nèi)，可以將基礎(chǔ)的排水孔安置在防滲帷幕后側(cè)，此外也可以在水墊塘周邊安置一封閉的排水孔。在整個(gè)相對(duì)封閉的抽排空間內(nèi)，可以在其縱向以及橫向位置各安置三排輔助排水孔，進(jìn)一步提升封閉排水作用。此外，在對(duì)排水孔進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)當(dāng)時(shí)刻關(guān)注相關(guān)參數(shù)波動(dòng)情況，孔徑的設(shè)計(jì)一90-113毫米為宜;孔之間的間距控制在3米左右為宜，采用斜孔方式。而對(duì)于輔助排水孔則盡可能選擇垂直孔形式，核心排水孔的深度應(yīng)當(dāng)依據(jù)帷幕深度進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)。通過(guò)對(duì)壩基滲流等相關(guān)參數(shù)的計(jì)算與分析可以得到當(dāng)前壩基軟弱夾層的抗?jié)B能力。因此實(shí)際在對(duì)排水孔進(jìn)行作業(yè)時(shí)，應(yīng)當(dāng)盡可能規(guī)避軟弱夾層，同時(shí)應(yīng)當(dāng)避免軟弱夾層的滲透。

2.3基巖預(yù)應(yīng)力拉錨

無(wú)論壩基基巖是否具備規(guī)則的形狀、是否存在斷裂情況，長(zhǎng)期受到水壓的作用勢(shì)必會(huì)存在一定的形變可能。為了避免該形變可能對(duì)整個(gè)大壩造成的不利影響，通常可以選用鋼筋對(duì)大壩進(jìn)行進(jìn)一步的加固處理。主要內(nèi)容為，對(duì)基巖進(jìn)行鉆孔至一定深度，隨后將鋼絲、鋼筋以及鋼索等插入其中，并將其兩側(cè)分別固定在基巖中。依據(jù)設(shè)計(jì)要求對(duì)鋼筋進(jìn)行張拉處理，從而給基巖施加一預(yù)應(yīng)力。此時(shí)鋼筋的配置與預(yù)應(yīng)力的大小設(shè)計(jì)，應(yīng)當(dāng)充分考量大壩基巖的地質(zhì)情況、應(yīng)力變化以及形變等因素。實(shí)際往往由于大壩受力面積較寬，為了提升大壩穩(wěn)定性，務(wù)必確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果高于實(shí)際情況下的受力值。

3.結(jié)束語(yǔ)

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們生活質(zhì)量以及能源需求越來(lái)越高。水利大壩的修建可以有效改善人類(lèi)生存環(huán)境，同時(shí)為地區(qū)供應(yīng)所需電力能源等奠定基礎(chǔ)。為此我國(guó)近些年修建了一大批水利大壩項(xiàng)目。大壩基礎(chǔ)處理質(zhì)量直接關(guān)系到整個(gè)項(xiàng)目品質(zhì)，此次就大壩基礎(chǔ)處理常見(jiàn)的問(wèn)題進(jìn)行分析，并就大壩整個(gè)施工過(guò)程展開(kāi)討論，分別對(duì)基巖預(yù)應(yīng)力拉錨、滲漏處理辦法、基礎(chǔ)處理三個(gè)部分進(jìn)行詳細(xì)分析。實(shí)際大壩基礎(chǔ)處理存在問(wèn)題形式復(fù)雜繁多，針對(duì)不同的問(wèn)題應(yīng)當(dāng)依據(jù)大壩實(shí)際環(huán)境、大壩應(yīng)用特性等進(jìn)行綜合分析，從而針對(duì)性的制定有效處理辦法。

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