水利樞紐大壩基礎(chǔ)處理設(shè)計(jì)

□高 平

（江西省建洪工程監(jiān)理咨詢有限公司）

1 水利樞紐大壩基礎(chǔ)處理技術(shù)的基本概述

1.1 固結(jié)灌漿技術(shù)

固結(jié)灌漿處理技術(shù)是現(xiàn)階段水利大壩地基處理作業(yè)的常用技術(shù)手段，與其它基礎(chǔ)處理技術(shù)相比，將其應(yīng)用到工程施工作業(yè)中不僅有助于提高基巖彈性和整體性，與此同時(shí)在增加地基抗壓和抗剪強(qiáng)度等方面也發(fā)揮了重要作用，在具體應(yīng)用過(guò)程中灌漿材料、施工時(shí)間的把控以及施工工序?qū)夹g(shù)應(yīng)用成效具有直接影響。

固結(jié)灌漿技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中，為保障技術(shù)應(yīng)用效益的最大化發(fā)揮，施工人員需嚴(yán)格按照從上至下的循環(huán)方向，利用孔內(nèi)循環(huán)分段將漿液灌注到鉆孔位置，以此來(lái)提高工程整體質(zhì)量，增強(qiáng)基巖抗壓強(qiáng)度。就目前來(lái)看近年來(lái)隨著工程施工作業(yè)的不斷推進(jìn)，大壩碾壓高度也在不斷提高，在技術(shù)應(yīng)用時(shí)施工人員還需參照大壩碾壓高度對(duì)固結(jié)灌漿孔位置進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，并且在進(jìn)行鉆孔作業(yè)時(shí)還要注意鉆孔的平穩(wěn)推進(jìn)，由此將孔深以及鉆孔傾斜度控制在可控范圍內(nèi)，為最終灌注作業(yè)目標(biāo)的達(dá)成奠定良好基礎(chǔ)。

1.2 帷幕灌漿技術(shù)

在水利大壩基礎(chǔ)處理過(guò)程中，帷幕灌漿也是現(xiàn)階段施工單位常用的一種處理技術(shù)，簡(jiǎn)單來(lái)講這項(xiàng)技術(shù)其實(shí)就是通過(guò)將漿液注入到孔距合理的鉆孔中，從而讓注漿體彼此之間相互搭接，形成一道類似帷幕的混凝土防滲墻，以此來(lái)達(dá)到防滲、提高基巖強(qiáng)度的目的。與固結(jié)灌漿處理技術(shù)相比，帷幕灌漿處理技術(shù)的應(yīng)用具有一定的適應(yīng)性，即它可用于任何基礎(chǔ)處理中，并且能起到良好的應(yīng)用效果，最終為預(yù)期施工作業(yè)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

在帷幕灌漿處理技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中，其主要采用全孔分段灌漿，具體而言其施工作業(yè)工序?yàn)椤般@進(jìn)——清洗鉆孔——壓水試驗(yàn)——灌漿”。在進(jìn)行鉆孔過(guò)程中，其孔徑和孔位的合理性與否，在很大程度上對(duì)工程整體施工質(zhì)量和施工效率具有重要影響，是基礎(chǔ)施工作業(yè)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，為此在進(jìn)行鉆孔時(shí)，一方面基層產(chǎn)業(yè)機(jī)構(gòu)的相關(guān)工作人員需采用自下而上的施工方法，在基巖上設(shè)置下游和上游兩排帷幕孔，并將鉆孔孔徑和終孔孔徑分別控制在90 mm以內(nèi)以及55 mm以外，以此來(lái)保障注漿體的有效連接，最終為預(yù)期施工作業(yè)目標(biāo)的達(dá)成創(chuàng)造良好條件，此外為確保灌漿質(zhì)量，工作人員在漿體灌注前需全面檢查鉆孔，在保證灌漿孔間相互連通且沒(méi)有質(zhì)量問(wèn)題的基礎(chǔ)上，進(jìn)行灌注作業(yè)。

1.3 地基置換技術(shù)

“地基置換”顧名思義，簡(jiǎn)單來(lái)講就是通過(guò)用好的地基替換不良地基，以此來(lái)提高工程施工質(zhì)量的一種基礎(chǔ)處理技術(shù)，與固結(jié)灌漿和帷幕灌漿相比，地基置換具有可操控性強(qiáng)，施工成本低的顯著優(yōu)勢(shì)，是現(xiàn)階段水利樞紐大壩基礎(chǔ)處理過(guò)程中最常用的一種處理技術(shù)，但不可否認(rèn)的是這種技術(shù)在應(yīng)用時(shí)只是提高了地基承載力、穩(wěn)定能力以及抗壓性能，但對(duì)水利大壩本身的基礎(chǔ)應(yīng)變能力所起到的作用微乎其微。

2 水利樞紐大壩基礎(chǔ)處理設(shè)計(jì)的基本概述

2.1 基巖固結(jié)灌漿加固設(shè)計(jì)

在工程施工作業(yè)過(guò)程中，基巖本身的抗壓性對(duì)于工程整體施工質(zhì)量和施工效率有著直接影響，但由于大壩基礎(chǔ)的使用環(huán)境是在水下，因此基礎(chǔ)質(zhì)量問(wèn)題的發(fā)生率相對(duì)較高，在損害企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的同時(shí)，也給人們的生命財(cái)產(chǎn)埋下了巨大安全隱患，故此為強(qiáng)化大壩基巖的使用性能、增強(qiáng)混凝土淺層基巖的防滲能力，在固結(jié)灌漿加固設(shè)計(jì)時(shí)，相關(guān)單位需做好如下工作：其一，固結(jié)灌漿布置原則：由于大壩基礎(chǔ)長(zhǎng)時(shí)間受到水力的推動(dòng)和侵蝕，水利大壩在使用過(guò)程中也由此會(huì)發(fā)生一系列不良問(wèn)題，而為從根本上有效解決上述問(wèn)題，在進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)單位工作人員需重點(diǎn)考慮水利樞紐工程在使用過(guò)程中，大壩基礎(chǔ)應(yīng)力和側(cè)應(yīng)力情況，從而在施工過(guò)程中優(yōu)化調(diào)整灌漿施工作業(yè)量來(lái)提高基巖抗性，對(duì)于側(cè)應(yīng)力較大的需要擴(kuò)大固結(jié)灌漿作業(yè)，但最大的范圍也許控制在30 m 之內(nèi)；其二，固結(jié)灌漿加固標(biāo)準(zhǔn)：在進(jìn)行固結(jié)灌漿處理過(guò)程中，加固標(biāo)準(zhǔn)的合理性、科學(xué)性與否，對(duì)工程施工作業(yè)質(zhì)量和作業(yè)效率而言具有重要影響。就目前來(lái)看，隨著水利樞紐工程規(guī)模和數(shù)量的持續(xù)增加，為切實(shí)保障各項(xiàng)工程施工作業(yè)落實(shí)到位，施工單位需根據(jù)不同的工程實(shí)況，制定合適的加固標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于固結(jié)灌漿部位存在缺陷的，通常而言施工單位在進(jìn)行加固處理時(shí)，需擴(kuò)大加固處理范圍，并將重力墩控制在約20 m，河床壩段控制在約12 m；其三，混凝土攪拌標(biāo)準(zhǔn)：作為大壩基礎(chǔ)處理的重要原料，混凝土質(zhì)量對(duì)于工程加固作業(yè)質(zhì)量和作業(yè)效率而言也具有重要影響，因此在加固作業(yè)處理過(guò)程中，保證混凝土攪拌工作落實(shí)到位，也是新階段推動(dòng)企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要戰(zhàn)略基礎(chǔ)。在進(jìn)行混凝土攪拌過(guò)程中，工作人員需嚴(yán)格按照配比要求以及攪拌時(shí)間，對(duì)混凝土進(jìn)行攪拌處理，并且只有當(dāng)混凝土使用標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到基巖加固作業(yè)要求的基礎(chǔ)后，方可進(jìn)行施工，其中普通水泥或者是大壩硅酸鹽水泥是現(xiàn)階段基巖加固的主要水泥類型。

2.2 基礎(chǔ)排水的設(shè)計(jì)

由于水利大壩基礎(chǔ)長(zhǎng)時(shí)間與水一直貼合在一定，因此滲漏問(wèn)題的發(fā)生率相對(duì)較高，長(zhǎng)此以往在降低工程整體質(zhì)量和效率的同時(shí)，也給人們的生命財(cái)產(chǎn)埋下了巨大安全隱患，因此在基礎(chǔ)處理設(shè)計(jì)中，確保基礎(chǔ)排水設(shè)計(jì)的科學(xué)性、合理性和有效性，是現(xiàn)階段提高確保水利工程使用效益最大化發(fā)揮的重要基礎(chǔ)。

對(duì)水利大壩基礎(chǔ)進(jìn)行排水設(shè)計(jì)，其實(shí)就是在內(nèi)部進(jìn)行排水，因此在內(nèi)部設(shè)計(jì)封閉式抽排結(jié)構(gòu)用于基礎(chǔ)排水，在降低墊塘和泄洪壩段揚(yáng)壓力的同時(shí)，也切實(shí)保障了大壩基礎(chǔ)的安全性和穩(wěn)定性。就目前來(lái)看，雖然根據(jù)國(guó)家相關(guān)規(guī)定，墊塘和泄洪壩段揚(yáng)壓力需控制在0.40 以內(nèi)，但為了安全考慮，0.25 成為了當(dāng)前水壩基礎(chǔ)是否設(shè)置基礎(chǔ)排水設(shè)計(jì)的重要衡量標(biāo)準(zhǔn)，具體而言就是倘若水壩墊塘和泄洪壩段的揚(yáng)壓力＜0.25，則無(wú)需進(jìn)行基礎(chǔ)排水設(shè)計(jì)，反之則需要進(jìn)行排水設(shè)計(jì)，其基礎(chǔ)排水設(shè)計(jì)圖如圖1。

圖1 大壩基礎(chǔ)排水設(shè)計(jì)圖

作為大壩基礎(chǔ)排水的重要組成部分，排水孔根據(jù)功能和特點(diǎn)的不同，可分為輔助性排水孔、封閉性排水孔和主排水孔，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，為確保后期工程使用效益的最大化發(fā)揮，主排水孔與封閉性排水孔要設(shè)在墊塘U型區(qū)域和主帷幕后方，至于封閉抽排區(qū)域則設(shè)置輔助性排水孔，此外設(shè)置角度對(duì)于排水孔的使用效益具有直接影響，為此主排水孔與封閉性排水孔設(shè)置時(shí)要將傾斜角度控制在75°之內(nèi)，至于輔助性排水孔則是垂直在封閉抽排區(qū)域。

3 結(jié)語(yǔ)

簡(jiǎn)而言之，在當(dāng)前水利樞紐工程建設(shè)規(guī)模和數(shù)量持續(xù)增加的新產(chǎn)業(yè)時(shí)代背景下，地基處理作業(yè)是否落實(shí)到位，對(duì)工程整體施工質(zhì)量和后期工程運(yùn)行效益而言具有重要影響，因此在大壩基礎(chǔ)處理技術(shù)應(yīng)用和處理作業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)，施工單位工作人員需嚴(yán)格按照工程標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行作業(yè)。