某水電站工程地質(zhì)條件與基礎(chǔ)處理設計研究

李浩然

（中國電建集團成都勘測設計研究院有限公司四川成都610072）

某水電站工程地質(zhì)條件與基礎(chǔ)處理設計研究

李浩然

（中國電建集團成都勘測設計研究院有限公司四川成都610072）

本文從某水電站工程的基本情況入手，確定其運行狀況和一些已知的地質(zhì)勘探資料，然后分析某水電站的工程地質(zhì)條件，從其地形地貌、地基巖土特性、地質(zhì)構(gòu)造、水文狀況以及巖石物理力學指標等方面來進行，最后確定某水電站工程的基礎(chǔ)處理設計，包括開挖狀況、樁基礎(chǔ)設計和基礎(chǔ)處理灌漿設計等，希望通過本文對某水電站工程地質(zhì)條件與基礎(chǔ)處理設計的研究能對相關(guān)工作有所幫助。

水電站工程地質(zhì)條件基礎(chǔ)處理設計

0　前言

在水電站工程地基基礎(chǔ)處理設計中，需要從水電站工程所在地的地質(zhì)條件入手，確定其地質(zhì)信息，對于已經(jīng)存在的不良地質(zhì)進行處理，也能確定在地基基礎(chǔ)處理設計中的方向，分析在水電站工程施工過程中可能出現(xiàn)的環(huán)境地質(zhì)問題，并在設計中加以避免。某水電站在2010年完成整體施工，工程所在地地質(zhì)構(gòu)造較為簡單，沒有地震發(fā)生傾向，斷裂帶較窄，距離工程所在地超過10km，不會對工程的地基穩(wěn)定性產(chǎn)生較大的影響。

1　某水電站工程地質(zhì)條件

1.1地形地貌

某水電站工程附近的山體較為穩(wěn)定，同時呈對稱排列，山坡坡度在35°左右，河谷呈“U”型谷，河流自西向東流動，河床寬約300m，經(jīng)過一條砂礫石的沉積帶將該河床分為兩個河道，以左邊的河道為主。

1.2地基巖土特性

工程所在地的地基巖土特性較為復雜，以碎屑沉積巖為主，第一部分是灰白色的長石石英砂巖，巖土特性硬度較高，其中摻雜了一些泥質(zhì)粉砂巖；白色的砂礫層較厚，而且硬度較高；雜砂巖為紫灰色，質(zhì)地較軟。第二部分長石石英砂巖與泥質(zhì)粉砂巖互相摻雜，也有一些泥炭質(zhì)粉砂巖和泥炭，長石石英砂巖灰白色，厚度適中，硬度較高；泥質(zhì)粉砂巖暗灰色，與長石石英砂巖相比較薄，質(zhì)地較軟；泥炭和泥炭質(zhì)粉砂巖呈黑色，主要以炭質(zhì)為主，硬度較低。第三部分為凝灰?guī)r換個角礫巖，硬度較高，力學特性較好。

1.3地質(zhì)構(gòu)造

該水電站工程所在地的地質(zhì)構(gòu)造主要為單斜巖層，方面變化弧度較大，總體向右岸偏的趨勢，同時巖層之間的斷層較多，盡管沒有較大的斷層，但是小的細碎斷層較多，大部分斷層寬度在1m以下。工程所在地的節(jié)理較發(fā)育，節(jié)理間距較小，基本上處于閉合狀態(tài)。

1.4水文狀況

某水電站工程所在地的水文條件較好，地下水水量豐富，埋層較淺，而且地勢不高，因此可是實現(xiàn)上部土層孔隙潛水，含水的土層主要是粉質(zhì)粘土和淤泥質(zhì)粘土，只有在右岸的幾面處有微小程度的滲水，沒有發(fā)現(xiàn)承壓水。

1.5巖石物理力學指標

根據(jù)對工程所在地的地質(zhì)勘探結(jié)構(gòu)可以看出，不同的方法對該地的巖石物理力學指標測定的結(jié)果不同，因此土層的承載力根據(jù)標準貫入的測定方式為主，而巖石的物理學指標變化趨勢主要以實驗室的實驗結(jié)果為主。在實際勘探的過程中，發(fā)現(xiàn)在河床表面巖石的風化狀況較為嚴重，同時風化結(jié)果并不均勻，而且?guī)r石的硬度不等，因此在設計的時候需要根據(jù)巖石硬度來確定設計線。根據(jù)對地質(zhì)條件勘探的結(jié)果和在實驗室內(nèi)的實驗結(jié)果可以得出某水電站工程所在地具體的巖石物理力學指標如表1所示。

表1　巖石物理力學指標匯總表

2　某水電站工程的基礎(chǔ)處理設計

2.1開挖狀況

根據(jù)相關(guān)開挖指標的要求，對于某水電站的工程開發(fā)可以以1～1.5倍深度開挖，對于巖石類型差異較大的地方，可以根據(jù)巖石的具體特性來確定具體的開挖方案。例如風化較輕的長石石英砂巖一般巖體硬度較高，在開發(fā)上會留下臨空面，影響地基的穩(wěn)定，因此可以利用預應力錨固來穩(wěn)定工程地基，保證臨空面的承載能力，而對于兩側(cè)高差較大的結(jié)構(gòu)可以采用灌漿的方式來固定地基，保證兩層的高差縮小到一定的范圍內(nèi)。

2.2樁基礎(chǔ)設計

工程所在地形成的天然地基除了開挖的部分還有填方的部分，而填方后形成的樁基礎(chǔ)由于土質(zhì)為最近添加的，因此壓縮性較高，本身的密度較低，因此作為地基很容易造成不均勻沉降。在對該部分的地基基礎(chǔ)處理設計上不能作為直接利用地基。在填方的區(qū)域可以通過樁基基礎(chǔ)來鞏固地質(zhì)，可以采取灌注樁，確保該部分的地質(zhì)較為穩(wěn)定，密度較大，可以作為地基使用。

2.3基礎(chǔ)處理灌漿設計

根據(jù)對該水電站工程所在地的地質(zhì)條件分析可以看出，該地的地層輕微斷裂帶較多，而且地基巖土特性較為復雜，因此在設計的時候要預留出灌漿孔，保證在地基開發(fā)的過程中通過灌漿施工來保證地基的穩(wěn)定性。在灌漿孔的設計上，斷裂較為嚴重的底層每個孔段的耗灰量可以達到400kg/m，而新的斷裂帶或施工過程中的誤差，需要增加一定的局部灌漿孔耗灰量，一般規(guī)律是巖層透水率高的地段單位耗灰量越大。通過設計之后的實驗可以確定，基礎(chǔ)固結(jié)灌漿能提高目標地段巖層的整體強度。

3　結(jié)論

綜上所述，某水電站工程本身的地質(zhì)條件較為復雜，很難直接進行地面建設，通過對實際地質(zhì)條件的驗證，確定該工程所在地的基本地質(zhì)類型，并且針對在這一地質(zhì)條件來確定基礎(chǔ)處理設計，保證開挖和地基的處理中不會留下安全隱患，保證整個水電站工程地面建設的安全。可以說水電站工程的地質(zhì)條件和基礎(chǔ)處理設計的關(guān)系十分密切，通過對兩者之間的關(guān)系研究能更好的從水電站工程所在地的實際地質(zhì)條件的角度來確定其地基基礎(chǔ)處理設計方案，從安全性上來說更能保證水電站工程的穩(wěn)定。

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P5[文獻碼]B

1000-405X（2015）-7-74-1