不良地質(zhì)條件下水利水電工程處理措施分析

詹考生

【摘要】當(dāng)前，我國(guó)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)處于快速發(fā)展時(shí)期，國(guó)內(nèi)的水利資源已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代社會(huì)的需要。但是我國(guó)能夠修建水利水電工程的位置基本上已經(jīng)處于飽和，這就促使了水利水電工程的發(fā)展必須要在不良地質(zhì)上進(jìn)行修建。但不良地質(zhì)如果處理不當(dāng)，必然會(huì)給水利水電工程帶來極大的安全隱患，因此，必須采取安全可靠的方式來進(jìn)行修建，確保水利水電工程的安全性。

【關(guān)鍵詞】水利水電工程；不良地質(zhì)；處理

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展對(duì)水利資源的需求量的加大，水文條件、地質(zhì)條件均較為優(yōu)越的地區(qū)，已被優(yōu)先開發(fā)或已經(jīng)建成水利工程，現(xiàn)有的水利工程已不能滿足發(fā)展的需求，還需不斷地開發(fā)建設(shè)新的水利水電項(xiàng)目。今后不得不在不良的建基面上建設(shè)水利工程。不良地基是指由于地基的自然性能缺陷，不能滿足水利工程建筑物穩(wěn)定對(duì)地基的要求。對(duì)于水利水電工程建筑物來說，不良地基對(duì)建筑物的影響主要表現(xiàn)在基礎(chǔ)的沉陷量過大或不均勻性，基礎(chǔ)滲漏量或水力坡降超過容許值。

一、不良地質(zhì)對(duì)建筑物的主要影響

（一）地質(zhì)條件差，抗滑效果達(dá)不到設(shè)計(jì)規(guī)定值

導(dǎo)致這種現(xiàn)象產(chǎn)生的主要原因是由于巖石和混凝土、巖石和巖石以及其它節(jié)理裂隙帶、古風(fēng)化殼、軟弱夾層、破碎帶等結(jié)構(gòu)面的抗壓度太低，滿足不了上部結(jié)構(gòu)相關(guān)方面的抗滑要求，或者是因?yàn)榈鼗A(chǔ)對(duì)整體和局部形成的剪切破壞。

（二）地基基礎(chǔ)沉陷量偏大或均勻度不夠。

這種現(xiàn)象產(chǎn)生的原因多數(shù)是因?yàn)閹r層內(nèi)部承載力難以達(dá)到支撐建筑物的水平。此外，造成這種現(xiàn)象的原因還有地基基礎(chǔ)強(qiáng)度的不統(tǒng)一，均勻度的不統(tǒng)一以及地基軟弱破碎帶在分布上存在的問題。因?yàn)橥庳?fù)荷承載的影響，導(dǎo)致地基中的斷層破碎帶、軟弱巖石、淤泥質(zhì)軟土、濕陷黃土、膨脹土等方面的沉陷值超出了限定的容許值。

（三）滲漏量或水利坡降超出容許范圍

之所以超出容許范圍是因?yàn)榈鼗幕A(chǔ)層存在孔隙過多的松散砂、礫石層、喀斯特滲漏帶、構(gòu)造破碎帶以及其它一些透水層。這些因素致使揚(yáng)壓力超出規(guī)定限制，水庫過多漏水以及軟弱透水層變形。

（四）地基中無粘土粉細(xì)砂層液化

無粘土粉細(xì)砂層被液化主要是因?yàn)檎駝?dòng)和震陷，因振動(dòng)和震陷直接導(dǎo)致建筑的破損。

二、不良地質(zhì)條件的常用處理方法

（一）對(duì)強(qiáng)透水層的處理

以大壩為例，剛性壩基砂、卵、礫石都屬于強(qiáng)透水層，一般都加以開挖清除，土壩壩基砂、卵、礫石層因透水強(qiáng)烈，不僅損失水量，且易產(chǎn)生管涌，增大壓力，影響建筑物的穩(wěn)定，一般都加以防滲處理。處理的方法是：1.將透水層砂、卵、礫石開挖清除回填粘土或混凝土，構(gòu)筑截水墻。2.利用沖抓鉆或沖擊鉆機(jī)作大口徑造孔，回填混凝土或粘土形成防滲墻。3.利用高壓噴射灌漿方法修筑水泥防滲墻。4.水泥或粘土帷幕灌漿。5.壩前粘土或混凝土鋪蓋，延長(zhǎng)滲徑，帷幕后排水減壓，設(shè)置反濾層。

（二）對(duì)可液化土層的處理

可液化土層是指無粘性土層或少粘性土層在靜力或振動(dòng)力作下，孔隙水壓力上升，抗剪強(qiáng)度瞬時(shí)消失的土層，土層的液化可使地基沉陷、滑移失穩(wěn)、危及上部建筑物的安全。常用處理的方法是：1.將可液化土層開挖清除，置入其他強(qiáng)度較高、防滲性能良好的材料。2.振沖擠密或分層振動(dòng)壓實(shí)。3.四周用混凝土圍墻封閉，防止其向四周流動(dòng)。4.穿過可液化土層設(shè)置砂樁或灰土樁，或設(shè)置砂井。

（三）軟弱夾層基礎(chǔ)的處理

地基基礎(chǔ)軟弱帶按其傾角大小可分為高中傾角軟弱帶和緩傾角軟弱帶，其對(duì)建筑物的影響是不同的，處理的方法也不一樣。

1.高傾角軟弱帶處理

挖出軟弱帶回填混凝土，做成混凝土塞，開挖深度一般為軟弱帶寬度的1—1.5倍，兩側(cè)開挖邊坡1：1—l：0.5。當(dāng)軟弱帶較為疏松，且寬度較大時(shí)，可采用混凝土梁或混凝土拱，以使上部荷載傳至兩側(cè)完整巖體。對(duì)土壩壩基軟弱帶，為防止?jié)B流淘刷壩身填士，可清除部分軟弱帶后回填混凝土或粘土，形成阻水蓋板。軟弱帶與庫水相通的上游端，開挖防滲井回填混凝土或設(shè)置防滲齒墻。當(dāng)高傾角軟弱帶位于壩肩，特別是拱壩壩肩時(shí)，可設(shè)置混凝土傳力墻，傳力框架或進(jìn)行預(yù)應(yīng)力錨固；對(duì)重力壩破碎巖體壩肩，當(dāng)破碎巖體自身穩(wěn)定沒有問題，可在破碎巖體中設(shè)置混凝土防滲墻。當(dāng)壩基裂隙帶密集發(fā)育時(shí)，可清除松散體回填混凝土或設(shè)置防滲齒墻。

2.緩傾角軟弱帶處理

將軟弱帶開挖清除回填混凝土，若上盤巖體尚堅(jiān)硬完整，且全部開挖工作量過大時(shí)，可利用平硐或豎井開挖清除軟弱帶回填混凝土或鋼筋混凝土，并做好回填固結(jié)灌漿。設(shè)置穿過軟弱帶的防滑齒墻。高壓噴射清除軟弱物質(zhì)回填或灌注水泥漿及砂漿。穿過軟弱帶時(shí)進(jìn)行預(yù)應(yīng)力錨固。沿軟弱帶設(shè)鋼筋混凝土抗剪鍵，或穿過軟弱帶設(shè)抗剪樁。

（四）深覆蓋層處理

當(dāng)?shù)鼗幒恿鳑_積層砂、卵、礫石層、碎石層、坡殘積層洪積或泥石堆積層或其他原因形成的沖積堆積層厚度較大時(shí)，不便于全部開挖清除時(shí)，因其松散，孔隙率大，滲透性強(qiáng)，易產(chǎn)生壓縮變形和滲漏，有時(shí)因其中夾有軟弱夾層，不利于抗滑穩(wěn)定。一般常用的處理方法是：1.用強(qiáng)夯法或振動(dòng)碾夯實(shí)或壓實(shí)土體表層。2.對(duì)地基進(jìn)行固結(jié)灌漿和帷幕灌漿。3.設(shè)置混凝土截水墻或用高壓噴射灌漿構(gòu)筑防滲墻。4.壩前鋪蓋防滲。5.采用沉重樁或摩擦樁。6.擴(kuò)大基礎(chǔ)。

（五）淤泥質(zhì)軟土的處理

淤泥質(zhì)軟土包括淤泥質(zhì)土、泥碳、腐泥、以及其他天然含水量特高，抗剪強(qiáng)度低、承載力低、壓縮性大的土，多呈軟塑及流塑狀態(tài)。由于其質(zhì)軟，易產(chǎn)生高壓縮變形、側(cè)向膨脹、滑移或擠出，影響上部建筑物的穩(wěn)定。土壩壩基的淤泥質(zhì)軟土排水困難，長(zhǎng)期難于穩(wěn)定。常采取的處理辦法是：1.開挖清除。2.置換砂層，或砂墊層排水。3.砂井排水。4.拋石擠淤。5.控制加荷速率，使其緩慢排水固結(jié)。6.擴(kuò)大建筑物基礎(chǔ)或采用樁基。7.預(yù)留沉陷量。8.用板樁墻封閉和在底部側(cè)向填砂、礫石阻滑。9.用鎮(zhèn)壓層法，如反壓護(hù)堤平臺(tái)。

（六）壩基涌泉處理方法

壩基涌泉或來自基巖裂隙、松散土層或來自喀斯特管道，可能造成土壩的管涌流土破壞造成壩身不穩(wěn)定。也給混凝土澆筑帶來困難，甚至形成漏水通道，因此必須妥善加以處理，處理原則是能堵則堵，能排則排。涌泉處理一般常采取的辦法如下：1.對(duì)基巖涌泉，能封堵者予以混凝土封堵，涌水量大者，引水入集水坑，回填礫石，并預(yù)埋灌漿管，然后抽水并回填混凝土封堵，后期再進(jìn)行回填灌漿。作為土壩基礎(chǔ)，于混凝土蓋頂上再鋪筑粘士。2.在涌泉出口安裝活動(dòng)逆止閥門，使其可向庫內(nèi)涌水，但不能使庫水漏失。

結(jié)語

處理水利工程建設(shè)中不良地基基礎(chǔ)的方法有很多，但由于不同建筑物對(duì)地基基礎(chǔ)的要求不同，而且各種不良地質(zhì)因素對(duì)不同建筑物的影響程度也有很大的區(qū)別，因此處理的方法自然也不一樣。各種處理方法都有其局限性，要根據(jù)具體工程綜合考慮，優(yōu)先選用適合于本工程具體條件、便于就地取材、技術(shù)上可靠、經(jīng)濟(jì)上公道、又能滿足施工進(jìn)度要求的處理方法。

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