水利樞紐大壩基礎處理設計分析

摘 要：水利大壩是重要的水利樞紐，在進行水力發電配套建設的時候，也是重要的能源生產單位組成部分，大壩的長期正常穩定運轉對于地區經濟發展和周邊群眾生命財產安全有著十分重要的意義。大壩基礎對于整個大壩的質量安全影響重大，必須確實保障工程質量。文章從基礎施工設計角度出發，對水利大壩基礎施工有關問題進行分析和探討，介紹了大壩地基處理技術與設計方案。

關鍵詞：水利水電大壩；基礎處理；設計方法

引言

水利水電大壩是工農業生產領域重要的基礎設施工程，在國民經濟體系中占據著十分重要的地位。由于工作條件嚴苛，水利水電大壩施工質量要求很高。特別是大壩工程的基礎部分，由于長期位于水面以下，受水浸潤、侵蝕，如果質量不過硬，極容易引發質量事故，不但會妨礙正常生產，甚至會造成巨大經濟損失和人身傷害。基于上述原因，基礎部分的施工處理一直是水利樞紐工程建設項目施工過程中的關鍵環節。在進行大壩基礎施工時，要在嚴格遵循設計圖紙等技術規范文件的基礎上，充分考慮當地土壤土質、水文氣候等自然因素的影響，確保大壩基礎施工質量滿足水利大壩工程整體安全和強度方面的要求，進而為大壩工程的順利運行提供保障。為了達到這個目的，大壩工程施工單位要積極推動技術革新，強化施工人員技術培訓，加大新材料、新工藝和新設備的引入、使用力度，不斷提高技術水平，保障施工質量，實現經濟效益、社會效益和環境效益各個方面的最優化。

1 水力樞紐大壩地基處理技術方案

基于水利大壩基礎工程質量的重要性，技術人員開經過長期摸索與實踐，總結出多種處理方案，下面就簡要介紹下常用的幾種大壩基礎處理技術方案，以供廣大施工單位和設計同行參考。

1.1 固結灌漿

壩基固結灌漿的施工方法一般采用孔內循環分段式灌漿工藝，循環方向從上向下。施工時根據河床的上下游河段進行施工，在施工過程中，大壩的碾壓高度會隨施工進度增加而提高，因而必須嚴格控制固結灌漿孔的施工質量，確保施工安全與穩定。固結灌漿孔深度要保證5米，在灌漿時必須嚴格遵循灌注作業技術規范，依照孔序施工。灌漿作業涉及液壓鉆孔、氣囊式灌漿塞和3SNS型灌漿泵等設備，其中，LJ-Ⅲ型灌漿自動記錄儀是壓水作業的主要設備，承擔著自動記錄壓水情況的重要職責。

1.2 帷幕灌漿

鉆孔作業是帷幕灌漿工藝中的重要環節，必須嚴格控制施工質量，其中，鉆孔孔徑不能超過91毫米，終孔孔徑需要大于56毫米。在進行帷幕灌漿鉆孔作業時應使用專用設備對孔的傾斜程度進行檢測，檢測間距控制在5到10米，對孔斜的要求不是很高，但是也要符合一定的規范要求。

1.3 地基置換

對于施工地點土質嚴重不符合施工要求時，需要對土壤進行置換。為保證大壩工程結構穩定性，在條件允許的情況下，可以適當擴大置換寬度。雖然這種措施對于加固堤身及基礎應力變形影響微弱，但對于結構整體穩定水平提高作用明顯。

需要注意的是，由于水利設施基礎工程一般都位于水下，屬于隱蔽工程，一旦完工后就很難進行檢測、檢驗，發生問題修復成本也很高。因此，施工單位必須強化質量，加強灌漿作業等工程施工質量管理。地方政府及相關管理部門要充分發揮行政管理單位的職責，加強灌漿作業過程中的監督管理、規范指導工作，同時要發揮群眾的力量，構建全社會的工程質量監管體系。施工單位在進行施工時，要認真貫徹執行質量管理體系相關要求，各道工序、各項作業都要詳細記錄在案，確保一切行為可以追溯。要做好施工自檢自查工作，發現問題及時整改。施工人員要堅持持證上崗制度，嚴格審查施工人員上崗資質。總歸一句話，就是要強化質量意識，明確工作職責，嚴格管理，落實監督。只有這樣，才能保證水工灌漿工程質量。

2 水利樞紐大壩基礎處理設計分析

2.1 基巖加固處理設計

（1）加固處理設計原則。針對大壩基礎會長期承受水平方向的推力和壓應力的實際情況，在進行灌漿作業施工設計時要進行相應的妥善安排，如果大壩基礎下游存在過大側應力，可以在下游條件允許的部位擴大一定固結灌漿范圍，擴大范圍一般控制在20米到30米，并在考察大壩基礎實際應力的基礎上設計加固處理深度。

（2）根據處理對象的不同情況，采用不同的加固標準。如果固結灌漿的部位有地質缺陷存在，則處理范圍應該控制在30米到35米，重力墩控制在15米到23米，河床壩段控制在8米到15米。同時，大壩基礎防滲帷幕的灌漿孔深度要控制在20米到30米。帷幕防滲設計要求為，水墊塘、近岸山體及壩肩的透水率不能大于3Lu，河床壩基不能大于1Lu。

（3）混凝土質量對于大壩固結灌漿施工影響巨大，必須嚴格控制混凝土拌合比例，混凝土蓋重要控制在2.5米到5.5米，固結灌漿施工通常使用普通或大壩硅酸鹽水泥作為施工材料，并將灌漿壓力設計為0.3兆帕。

2.2基礎排水設計

（1）水壩基礎長期與水體接觸，科學設計基礎內部排水，通常對基礎內部結構采取封閉式抽排處理，可以有效降低墊塘壩段、泄洪壩段的揚壓力，直至0.4及0.25以下，有效保證壩體安全。而近岸地段、山體及兩岸壩肩等部分，則采用常規形式的帷幕進行排水技術，兩岸壩肩揚壓力設計為0.35，近岸地段設計為0.25。

（2）排水孔也是大壩基礎中常見的排水設施之一。根據功能不同，大壩基礎排水孔包括輔助性排水孔、封閉性排水孔及主排水孔三種。其中，封閉性排水孔與主排水孔的位置被安排在主帷幕后方、水墊塘U型區域，輔助性排水孔則設置于封閉抽排范圍當中。排水孔直徑一般位于90毫米到120毫米這個區間，間距控制在5米，封閉性排水孔與主排水孔采用80度角傾斜設計。而輔助排水口則采用垂直形式設計，鑒于主排水孔承擔著降低主帷幕揚壓力的功能，所以在主排水孔的孔深應控制在主帷幕實際孔深的2/3左右。

2.3基礎地質問題處理設計

（1）斷層處理設計。在處理地質斷層時，首先要進行基面調整，保證基面銳角達到50度角以上。處理深度按照公式h=0.0067bH+1.5進行計算，其中，H為地質缺陷部位的壩高，單位為米，b為斷層寬度，單位為米，h為混凝土填塞的深度，單位為米。對于基面銳角低于50度角的情況，可以根據實際情況對完整巖體的最小厚度值進行調整。

（2）軟弱夾層處理設計。一般采用掏挖處理方式進行大壩基礎中的軟弱夾層部分。夾層寬度的100%到150%確定為掏挖深度，施工重點為斷層與軟弱夾層交叉部位、夾層密集部位。挖掘方式有洞挖和明挖兩種，其中明挖主要用于清除淺層軟弱夾層，洞挖則是通過沿軟弱夾層傾角交叉布置平洞，將部分夾層挖出后采用接觸灌漿工藝或固結灌漿工藝進行處理。

3 結束語

大壩基礎質量對于大壩整體工程來說至關重要，政府部門和施工單位必須高度重視大壩基礎施工，嚴格規范管理，加強質量監督。施工單位要認真執行相應技術規范，針對可能出現的問題采取有效措施妥善應對解決，不斷提高施工水平，確保施工質量，為水利水電工程的建設質量打下堅實的基礎。

參考文獻

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