淺析大壩地基處理措施

摘??要：大壩基礎施工質量好壞決定大壩是否安全可靠，實踐證明，大多數失事水利工程均與壩基有關。因此，對壩基的加固和防滲研究至關重要，本文重點對壩基的加固處理技術進行詳細論述，為類似工程應用提供借鑒。

關鍵詞：壩基;帷幕灌漿;固結灌漿

中圖分類號：TV223 ?文獻標識碼：A ????文章編號：2096-6903（2019）03-0000-00

0 引言

我國的水利工程建設規模宏大（如三峽大壩、紫坪鋪水電站），水平位居世界前列。實踐證明無論是新建、擴建、改建工程或病險水庫的加固維護都涉及使用到灌漿技術對地基進行加固或防滲處理，以確保大壩的安全運行。

實踐證明，只有新建壩基處理合格大壩的安全才有保障;倘若壩基處理不到位，日后運行過程中將存在較大安全隱患。大壩完工投入運行后，壩基處理困難，維護成本也較高。

對于巖石基礎或砂爍石基層，壩體設計均要求對壩基進行可靠防滲處理，確保壩基具有良好的防滲性、足夠的耐久性和一定程度的均質性。但天然巖石或砂爍石層很少具備這些條件，所以常需對壩基進行處理，改善它的各項性能，如果遇到軟弱、破碎、多裂隙、節理發育、滲透性大、地質條件較差的大壩地基巖石，則更需進行處理，使之適應筑壩工程的需要。

地基處理的灌漿漿液包括：懸浮漿液與真溶液。前者如水泥、粘土、沙與水拌制的漿液，其顆粒處于分散懸浮狀態;后者由化學漿材如環氧樹脂、聚脂、丙烯酸鹽等制成的漿液。灌漿時將已配好的漿液，借用機械（或漿自重）對之施加壓力，通過鉆孔或其他設施，壓送到需要灌漿的部位，（如大壩基巖石裂隙或砂爍石地基的孔隙，隧洞周圍巖石的裂隙，隧洞寸砌與圍巖之間的空隙，混凝土大壩壩體接縫，以及水工建筑物混凝土缺陷中的孔洞或裂隙等）。灌漿實質就是填滿這些節理裂隙、孔隙、孔洞和裂縫，形成結石，從而起到固結、粘合、防滲、提高承載強度和抗變形能力，以便實現應力的有效傳遞。

按照灌漿的作用可分為：固結灌漿、帷幕灌漿、回填灌漿和接觸灌漿。帷幕灌漿的目的是為了防滲漏，降低壩底的揚壓力;固結灌漿的目的是為了提高壩基的整體性、均勻性與承載能力。

固結灌漿與帷幕灌漿正式施工之前均應選擇有代表性的壩段進行灌漿試驗，根據灌漿試驗的相關參數和灌漿效果，結合現場施工實際情況，實施灌漿作業，確保灌漿質量滿足設計要求。

灌漿試驗的工程量雖然不大，但工序復雜，應嚴格按照規范及設計要求的次序施工，因施工場地小，使用鉆機數目受限，工期可能較長。

1?試驗段選址

1.1 帷幕灌漿試驗地段選擇

帷幕灌漿試驗地段可以選在擬建的防滲帷幕上游部位。當帷幕灌漿實驗完畢后，即使灌漿質量未達到要求，也不影響將來防滲帷幕的施工。由于這種灌漿是探索與試驗性的，失敗的可能性也較高。帷幕灌漿還可以起到帷幕前深孔固結作用，有利于壩基的防滲。如果地質條件比較簡單，對灌漿質量有把握時，灌漿試驗地段也可造在擬定的防滲帷幕線上，這樣，所得到的結果更符合實際地質條件。

1.2 固結灌漿試驗地段的選擇

試驗場地應具有代表性，選取的試驗場地應能充分反映實際施工的地質條件，當在工程建設部位進行試驗時，應對試驗工程的利用與永久工程灌漿的銜接做好安排，不宜進行破壞性檢查。

地段數因目的與地質條件的不同而各異，應該依照實際情況，選擇幾個有代表性的地段進行試驗。

2 灌漿孔布置

灌漿試驗孔布置形式，主要根據水工建筑物對基礎的要求、灌漿試驗的目的及基巖的地質條件而定。

（1）對帷幕灌漿有單孔、單排孔直線式（分為同次序等距孔形式和同次序不等距孔形式）、雙排孔形式、三排孔形式等。

對于三排鉆孔組成的灌漿帷幕來說，此種形式的試驗具有一定代表性。

（2）固結灌漿孔采用簡易布孔形式（如正三角形、方格形、雙三角形）;

灌漿試驗施工必須遵循逐漸加密原則進行，即首先將第I次序孔鉆灌完后，再開始第II次序孔的鉆進工作。但當鉆孔的深度較大時，這樣做耗費時間，因此，也可采取相鄰兩次序的鉆孔在高程相差3～4段的情況下，采用同時鉆進的方法。這樣做將有利于質量的檢查和對資料的分析。

灌漿試驗施工工序由于目的不同、地質不同，采用的方法也不相同，沖洗方法也不一樣。一般按下列順序進行即：1.鉆孔→2.沖洗→3.簡易壓水→4.灌漿→5.待凝后重新鉆開原灌漿段→6.沖洗后再做簡易壓水檢查→7.檢查，檢查合格后再開始鉆進下一段。

簡易壓水的壓力大小、壓力階段、穩定時間長短等問題均應結合灌漿地區的地質條件及壩工設計的灌漿要求、目的而定。工序5～7并非是必要的，應視灌漿試驗目的而定，其主要作用是檢查灌漿材料是否合宜，可以在個別或少數灌漿試驗孔中進行，若無此項要求，可以不做。

灌漿壓力對控制和提高灌漿質量相當重要，一般情況下，使用較高壓力是有利的，但也不能過大。若使用壓力過大，有時會使巖石裂隙擴寬，甚至產生新的裂隙，使原來的地質條件惡化，或使壩體和巖石產生較大的抬動變形，發生新的問題，也有可能將漿液灌壓到應灌漿的區域以外，造成浪費，污染環境。

灌漿試驗施工完成后，待漿液終凝后14天，方可進行壓水試驗檢查，以檢驗灌漿試驗效果。

帷幕灌漿試驗常用的檢查方法是在試區適當的位置鉆設檢查孔，自上而下逐段進行壓水試驗。全孔壓水試驗完成后，自下而上分段灌漿，進行檢查。有時需要進行三種壓水試驗：（1）防滲性能檢查;（2）耐久性能檢查;（3）破壞性能檢查。對于一般性的帷幕檢查，一般只做前一種或前兩種壓力水試驗。檢查孔不僅提供壓力水試驗成果檢查，還可根據檢查孔灌入巖石內的水泥多少，來驗證灌漿試驗質量;也可通過觀察孔中取出的巖心，視巖心上有無水泥結石、裂隙充填情況、密實性和強度及完整程度，判斷灌漿試驗質量。

必要時還需配合其他方法，包括測定巖石的彈性波速或做彈性模量試驗。對試驗數據進行整理，編寫灌漿試驗報告，為工程施工提供依據。

參考文獻

[1]?李茂芳，孫釗.大壩基礎灌漿[M].北京：中國水利水電出版社，1987.

[2] 劉祥柱.水利水電工程施工[M].鄭州：黃河水利出版社，2009.

收稿日期：2019-06-16

作者簡介：楊洪軍（1979—），男，四川廣安人，本科，工程師，主要從事公路、水利水電工程建設的現場施工技術、質量、安全管理等工作。

About?Dam?Foundation?Treatment?Measures

YANG Hongjun

（Sinohydro?Bureau?5 Co.，Ltd， Chengdu??Sichuan??610081）

Abstract： The construction quality of the dam foundation determines whether the dam is safe and reliable. It has been proved that most of the water conservancy projects are related to the dam foundation. Therefore， it is very important for the reinforcement and anti-seepage of dam foundation. This paper focuses on the reinforcement technology of dam foundation in detail， hoping to play a reference role for the peers.

Keywords：?Foundation of Dam;Curtain grouting;Consolidation grouting