水利水電樞紐大壩基礎處理的設計

林慶海

摘 要：基于現(xiàn)代水利水電工程的重要價值，建設人員對于水電水利系統(tǒng)的建設持有了更高的重視度，應用細化處理的方式對待水電水利系統(tǒng)的每一處關鍵部位，盡可能地將質量問題從水電工程中有效清除。在修建樞紐大壩時，不但需要將整個壩體構建完整，同時還需要完善大壩各處的基礎位置處理工作，縮減大壩的基礎性問題。本文根據(jù)對樞紐大壩的建設經(jīng)驗，對其處理基礎部位的設計方法詳盡解析。

關鍵詞：水利水電工程；樞紐大壩；基礎處理；設計方法

樞紐大壩在水電水利體系中具有的作用是不可被替代的，隨著大壩施工工作進步，樞紐大壩的建設方法被改進，原來存在于樞紐大壩之中的質量缺陷被消除，樞紐大壩擁有了更高的強度，在對樞紐大壩進行全方位處理時，施工者需要優(yōu)先對壩體的基礎部位加以處理，針對不同的基礎部位，可應用的處理方法也不一樣，在設計階段就應當對基礎處理工作進行考量，給出可靠的處理方法，本文對處理樞紐大壩基礎部位的方法進行解釋。

1 樞紐大壩的基本施工情況分析

本文選擇某地的攔河大壩為分析對象，先對其樞紐大壩的實際建設情況進行解析，以此來明確大壩處理工作要求，使處理建議更具參照與選用價值，其工程建設情況如下：

某攔河大壩為混凝土的重力壩，壩頂高程在139m，最大壩高達79m。壩基工程與水文的地質條件簡便，發(fā)育有6條NNE向斷層和河床基巖淺槽，能夠給建筑物造成影響的斷層包括右岸F1、河床F2斷層等?；鶐r軟弱夾層與剪切裂隙情況良好，主要是NE向陡傾角和NW向的中傾角。以夾層的性狀可將其劃分成Ⅰ類破碎夾層、Ⅱ類泥化夾層等2種形式，而D2y層下部是其主要的分布位置。壩基巖體屬微中等透水巖體，具有良好的防滲條件，裂隙水是地下水的重要構成，而裂隙性承壓水是局部的主要組成，相對不透水層（q≤1Lu）埋深：河床在35～60m，兩岸在50～90m。大致上看出，壩基巖體力學具有較高的強度，能夠達到混凝土重力壩建壩的需要。但會出現(xiàn)下列工程地質造成的種種問題，這就需要制定相關的處理措施以解決以下幾個問題：兩岸巖體層位錯位；軟弱夾層問題；壩基滲漏問題。

2 開挖基礎

在對樞紐大壩開展基礎處理工作時，首先需要對基礎進行開挖，開挖處理建議如下：

2.1 選擇可靠的開挖方法

在對基礎進行開挖時，工作人員需要對大壩已經(jīng)建成的部位進行檢查，從眾多可用的開挖方法中選出最優(yōu)的開挖手段，根據(jù)前文對工程的分析可以了解到大壩的基礎形態(tài)，現(xiàn)有的大壩之中，臺階形式的大壩是相對常見的，因此在開挖基礎部位時，可以參照臺階式的大壩形態(tài)來完善基礎開挖部位，在對臺階平臺的寬度以及臺階之間的高差進行測定時，需要對大壩的抗滑程度進行考慮，盡量確保大壩體系的安全性，確定平臺的尺寸時要參照壩底的寬度，達到壩底寬度的一半即可，將臺階的高差控制在8m以上，10m以下，確定合適的開挖坡比值。

2.2 構建穩(wěn)定的大壩基面

為了保障大壩基面的穩(wěn)定性，施工人員可以充分利用高程數(shù)據(jù)，如果河流兩岸位置的高程壩段處在相對較高的位置，施工者需要對河床部位進行調整，對基巖標準的利用也很必要。在調查壩基的施工環(huán)境時，發(fā)現(xiàn)在施工范圍中有很多微型的新巖石，如果出現(xiàn)地質缺陷、軟弱夾層以及斷裂構造的情況時，該處施工環(huán)境的風化程度會變得更為嚴重，而表部位置的巖石會出現(xiàn)發(fā)育深度偏低以及巖石不完整等問題，河床需要被控制在3m以內(nèi)。了解壩基的巖石的情況有助于優(yōu)化大壩基面施工工作，需要了解的情況包括風化厚度、巖性以及巖體的完整程度等。

2.3 處理現(xiàn)有地質缺陷

在基礎處理工作中，地質缺陷是重點處理對象，如果大壩位置存在著嚴重的地質缺陷，壩體的穩(wěn)定性也難以有效保持。在處理地質缺陷時，可以根據(jù)具體的缺陷類型選出可靠的處理方法，對于軟弱夾層以及斷層問題，施工人員應用掏挖以及利塞的方法可以獲得更優(yōu)質的處理效果，在處理過程中需要對處理深度數(shù)值進行明確，確保處理行為的精準程度。

3 控制壩基滲流問題

參照壩基穩(wěn)定和消力池結構抗浮穩(wěn)定的相關情況，并且對壩基滲流實施有效的處理方法，這是為了能夠減小低滲透壓力及減少滲漏量，確保壩基泥化軟弱夾層的滲透較為穩(wěn)定。壩基滲控使用垂直灌漿帷幕的方法，由于河床泄洪壩段與水墊塘建基面開挖出現(xiàn)高程低、水頭高、壩基揚壓力大等問題，尤其是水墊塘的抗浮穩(wěn)定性差，在設計時會出現(xiàn)一定的困難。

通過排水方案比較，認為使用封閉帷幕抽水排水能夠很好地削減地基揚壓力，增加壩的安全度。這就需要使用封閉抽排方案。在分析計算地下滲流場得出，封閉抽排方案能夠減小河床泄洪壩段及水墊塘壩基揚壓力，從而達到揚壓力折減系數(shù)α1=0.25、α2=0.4的標準。兩岸壩肩、山體及近岸地段使用的常規(guī)主帷幕排水方法，能夠達到足揚壓力折減系數(shù)α：近岸地段0.25、兩岸0.35的設計要求。

基礎排水孔能夠發(fā)揮出很好的減小壩基揚壓力作用，其作用主要體現(xiàn)在基礎主排水孔、封閉排水孔、輔助排水孔等方面。為達到壩基揚壓力的標準，在防滲主帷幕后設置一排基礎主排水孔，沿水墊塘周邊呈"U"型設置一排封閉排水孔，同時對封閉抽排區(qū)內(nèi)縱橫設置3道輔助排水孔來改善封閉抽排的效果。排水孔關鍵設計參數(shù)：排水孔孔距在3.0m，孔徑大小91～110mm，主排水孔和封閉排水孔均為斜孔，傾角為75°，輔助排水孔則是垂直孔。主排水孔孔深通常根據(jù)帷幕孔深的2/3進行調整，封閉排水孔深在10m，輔助排水孔深為8m。

4 結束語

本文以水利水電系統(tǒng)之中的樞紐大壩為重點研究對象，從其基礎部位處理工作出發(fā)，解析了處理基礎部位的可靠方法，在處理各個基礎部位時，施工者需要優(yōu)先處理該工程系統(tǒng)的常見的質量不良的情況，對滲壓情況以及壩基滲流情況等樞紐大壩的多種數(shù)據(jù)加以把握。本文選擇了在建的樞紐大壩最為分析案例，根據(jù)其存在的基礎性問題給出了基礎處理方案，從最終的大壩建設情況可以了解到本文提出的處理建議都有比較好的實際應用效果，大壩具有了更好的降壓與排滲能力，在后續(xù)的壩基處理工作中，還要做好基礎處理效果檢測工作。

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