水利水電基礎工程與地基處理技術的現狀和展望

李國棟

摘 要：隨著科學技術的快速發展以及社會經濟的進步，現階段我國的城市化建設以及現代化進程取得了令人矚目的成就。我國城市化建設離不開水利水電基礎工程以及地基處理技術的支撐。未來我國現代化發展將會對水利水電提出新的要求，而水利水電工程在施工時其環境極為復雜，因此，提升其地基處理技術，對于水利水電基礎工程的發展有著一定的促進作用，但是現階段我國的水利水電基礎工程及地基處理技術還存在著一些問題，本文對其現狀做了介紹，深入分析了相應的解決辦法，并對水利水電基礎工程及地基處理技術未來的發展做了展望，以期為相關工作者提供指導和幫助。

關鍵詞：水利水電基礎工程 地基處理技術 現狀 展望

進入新世紀以來，我國的經濟發展取得了長足的進步，三峽工程等大型水利水電工程也紛紛發展起來。水力發電作為一種新型的能源獲取方式，其無污染、可再生的特點十分契合現階段人們所推崇的綠色、可持續發展理念，因此可以預見未來水利水電工程將會迎來更大的發展機遇。水利水電基礎工程以及地基處理技術是水利水電工程的工作重點，其質量好壞直接關系著水利水電工程能否順利實施，因此，加強對水利水電基礎工程以及地基處理技術的重視，是水利水電工程建設的核心。

一、水利水電工程簡述

水利水電工程，是一種用于水能利用或能源生產的基礎設施工程。作為傳統的能源工程，水利水電能工程在建設時時間長，投資大，為了加快建設周期需要更多的資金以及更新的技術，通過建設水利水電工程，不僅能夠為我國的發展提供足夠的能源資源或其它設施，提高人民的生活質量，還能夠拉動當地的經濟效益，曾經作為“鐵公基”三大建設之一的基礎建設大力投資作為拉動國民經濟的手段。

近年來，隨著人們對于能源資源的需求逐漸增多，水利水電工程建設規模越來越大，建設難度也越來越高，因此，在建設時需要更加注重先進技術的應用。強勁技術的支持不僅能夠幫助建設水利水電工程的眾多子工程，還直接關系著企業未來的經濟效益。所以在建設過程中，需要努力進行新技術的學習和創新，并將其靈活應用，才能夠將全球的新興技術應用到工程建設當中，將水利水電工程的經濟效益發揮最大化。

二、我國水利水電基礎工程與地基處理技術的發展現狀

2.1全新的工程需求

近年來，隨著我國經濟建設的增速，南水北調東線中線、引江濟淮等工程的開工建設，提升泵站、節制閘等水工結構物在拓寬的舊河道中施工，基礎大部分都是淤泥或軟基土，還有部分吹填造地工程，基礎全部為粉砂或海邊粉細砂等。在這種情況下，傳統的地基處理技術的局限性就顯露了出來，因此應用新型的地基處理技術就顯得尤為重要。我國的水利水電工程人員需要加速對新技術的學習和應用，切實提升我國水利水電工程的地基處理技術，為我國水利水電工程的進一步發展打下基礎。

2.2工程規模提升

現階段，隨著高標號鋼筋混凝土和高強度鋼筋的使用，水利水電工程走向多用途，規模大的趨勢。大規模的水利水電工程意味著地基承受壓力的增加，地基處理變得更深更復雜。

2.3工期要求更短

水利水電工程由國家單一投資趨向多元化，越來越多的個體或私人集團投資，為了利益，追求投資見效快，因此對工期也要求苛刻，追求形象進度，以便進一步招商引資，緩解資金壓力，業主方往往要求施工方在短時間內完成基礎工程以及地基處理的施工。例如我國最后一座計劃性工程銅街子水電站總庫容2億m3，總裝機容量60萬KW，工期是20年，但三峽水電站總庫容393億m3，總裝機容量2240萬KW，1994年開工，2009年全面完工，總工期15年。

三、我國水利水電基礎工程與地基處理存在的技術問題

3.1抗滑結構面強度不夠

上文提到，現階段我國的部分水利水電工程施工條件較為惡劣，施工環境難以滿足水利水電工程需求，這就會導致水利水電工程施工時抗滑結構面強度不足，整個地基的承壓能力不足，地基穩定性以及抗滑能力指標不夠。這些情況的可能導致嚴重的后果，為工程的發展埋下安全隱患。另外近幾年暴雨惡劣天氣狀況時常發生由此而引發的泥石流、山體滑坡等自然災害也時常發生，其機理就是因為抗滑結構面強度不夠。

3.2土質強度不足

在進行水利水電工程建設時，施工區域土質的選擇極為重要。土質過于松軟、土質軟硬不均勻或是土質承受壓力不等，都會導致水利水電工程地基土層的強度不夠，一旦工程建筑物壓力超過地基土質的承受能力，便可能出現不均勻沉降的情況，從而造成安全隱患，比如上海發生的樓塌塌事件。

3.3滲水透水情況

對于水利水電工程來說，倘若其地基結構較為松散，土質壓實不夠時，便可能出現滲水透水的情況出現，滲水透水情況的發生會使得工程竣工后的滲水量大大超過預計指標，從而導致地基不穩定等情況的出現。一般情況下，礫石層以及結構連接不穩定區域容易出現嚴重的滲水透水情況，這種災害發生比較隱蔽，一旦發生搶救時間短引起的損害更大。

四、水利水電基礎工程與地基處理中的方法措施

4.1提升抗滑結構面強度

為了確保地基礦化結構面的強度，保證基坑邊坡的穩定，現階段通常使用應力錨固技術，通過錨固定的方式提升邊坡的抗性，從而實現提升抗滑結構面強度的目的。當前，土釘墻、無粘接錨索、拉亞復合型錨索等都開始在地基抗滑斜面固定方面開始應用。

4.2地基加固技術

由于水利水電工程施工量的增加，導致部分水利水電工程施工環境較差，在這種情況下，進行地基加固，為水利水電工程提供一個良好的施工環境是極有必要的。現階段，常用的地基加固技術主要包括挖除置換、排水固結以及振動水沖等類型另外CFG復合樁地基加固技術開始大范圍應用。挖除置換，多用于對于薄弱軟土層的處理，通過挖除這些軟土，選擇石屑、水泥等無侵蝕材料進行填充，能夠有效提升地基穩定性。排水固結，就是指通過人為手段在地基內部設立一條豎直的排水管道，借助工程負荷提供壓力，從而排除地基內的水，達到固化地基的目的。振動水沖，則是指對一些具有足夠抗剪切強度的地基進行振動水沖處理，再通過碎石進行整體結構的補強，從而使得整個工程地基力學性能提升，CFG（Cement Fly-ash Gravel的縮寫）樁即水泥粉煤灰碎石樁，可以使用各種添加材料與水泥粉煤灰摻和，因不同的施工機械而有不同的施工形式。

4.3地基防滲技術

水利水電工程地基滲水透水會使得地基土質松散，負荷承受能力下降，造成施工安全隱患。為解決這一問題，可以選用高壓噴射注泵來促進水泥漿和松軟土質的充分混合，二者在硬化后其防滲水以及防透水能力都有了明顯的提升，同時，通過建立防滲墻，能夠為透水地基提供另一層防滲保護。因此，通過建設防滲墻以及高壓噴射注泵的應用，能夠顯著提升地基的穩定性，避免地基防滲不過關，高分子材料的應用將是這方面的發展方向。

五、水利水電基礎工程與地基處理技術的展望

5.1基礎工程和地基處理技術與新的建設要求看齊

上文提到，我國未來水利水電工程的整體規模不斷增加，施工難度也越來越大，因此施工要求也越來越高。例如，在未來進行水利水電工程建設時，如何提升壩基的整體性能以及放滲能力，從而適應超高大壩的使用需求；1963原水利電力部水電建設總局編制頒發了我國第一部防滲墻技術規范：《水工建筑物砂礫石基礎槽孔混凝土防滲墻工程 施工技術試行規范》，進一步推動了我國防滲墻技術的發展，2014年在多次小規模修改的基礎上再次對防滲規范進行了修訂，使防滲墻規范的適應深度從50米增加到后來的70米、100米；同時，在進行跨橋梁水利水電工程施工時，需要更多的應用地下連續墻工藝來對錨錠結構進行支持，并建立圍護體系預防漏水，當前地連墻施工已達160米，甚至探到201米，站在世界地連墻施工的前沿。

5.2應用新技術和新設備

未來在進行水利水電工程建設時，施工環境及地基處理將會越來越復雜，為了確保我國水利水電工程建設的正常進行，需要投入更多的人力財力，確保新技術和新設備的及時使用。例如，在建設過程中，將灌漿操作與自動化技術、計算機技術和自動監測設備相結合，從而更加準確的對灌漿進行控制。

5.3深基坑工程及其支護體系的發展

進入新世紀以來，我國的地下設施發展極為迅速，而深基坑技術的存在，為這些大型地下建筑的建設提供了技術支持。現階段，我國的深基坑技術已經形成了自己獨特的支護體系。當地下深度在6-10米內時，采用水泥攪拌樁和土釘墻進行支護結構的構造；當基坑深度大于10米時，則考慮采用地下連續墻或者SMW工法連續墻作為支護結構，當前上海建工正在施工的徐匯區中心廣場項目開挖到-37.5米，使用水泥攪拌樁技術，施工機械采用從德國寶峨進口的MC64雙輪銑槽機，最大施工深度80米，成墻厚度1.2米。

六、結語

綜上所述，水利水電工程的建設發展是未來我國綠色、環保、可持續發展的重要組成部分，同時，隨著我國現代化進程的不斷加速，我國的水利水電工程進入一個“后水電”時代，大江大河的水電開發接近完成，但是多功能多用途的水電建設其規模將更大，投資額也更大，施工周期也會逐漸增加，而地基處理技術以及水利水電基礎工程作為整個工程的基礎，積極應用先進技術、提升工程質量是極為重要的。相信隨著我國“四新”技術的進一步應用，各種高科技的施工機械伴隨著高分子材料、各種光纖感測技術的應用，基礎處理技術將越來越高，越來越多的設施將服務人民，給人民的生活帶來更大的便利。

參考文獻

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