水利工程大壩基礎處理關鍵技術分析

唐 航

（江西省水利水電建設有限公司）

0 引言

近年來隨著中國經濟的快速發展，水利工程的項目逐漸增多，對水利工程的質量要求也在不斷提高。雖然中國水利工程施工技術得到了創新，促進了水利建設事業的良好發展，但是壩基施工中地理環境的復雜性或者人為因素的影響，都在一定程度上給水利工程增加了安全隱患。江西省水利水電開發有限公司是江西省水利水電建設的龍頭企業和骨干力量，具有國家水利水電工程施工總承包一級資質。文章以江西省水利水電開發有限公司的工程項目作為案例，分析了大壩基礎處理中的關鍵技術要點，以期達到促進水利工程建設質量的提升。

1 壩基開挖處理關鍵技術

1.1 開挖方法

在壩基開挖時可以選擇臺階式的方法，在開挖的過程中應當保證每一個壩段臺階需要寬于總寬度，至少寬出1/2的距離，且寬度需要在4 m之上，這樣才可以保證后續施工的穩定進行。為了保證壩體可以具有良好的安全性以及抗滑性，需要保持壩基面上斜，上斜度需要保持在7°。岸坡也同樣采取臺階式的開挖方法，每間隔15 m的高差就要開挖一馬道，控制好開挖岸坡的比例，觀察開挖過程中巖體的狀態。如果巖體出現產狀不利、順向坡等現象時，需要適當的放寬坡比，并采取相應的支護措施，如錨桿支護、設置混凝土阻滑鍵、預應力錨桿支護或者設置邊坡截水溝等措施，在支護措施實施的過程中也要監測邊坡是否出現了變形的狀況。如果在基坑開挖的時候出現兩岸的壩段高程過高的現象，需要結合施工標準對河床進行改進，否則一旦出現裂縫問題或者夾層問題都會加劇風化。在壩基施工過程中需要做好變形和風化問題的防護措施，避免壩基由于外界因素的影響而出現質量下降的狀況。

1.2 斷層處理關鍵技術

在實際的大壩基礎處理過程中，如果遇到斷層的問題，應當根據斷層的具體情況進行分析，進而采取相應的處理措施。斷層的寬度如果>1 m，需要使用槽挖聯合置換混凝土的方法進行處理，這種方法也同樣適用于寬度>1 m 的土層剪切交匯帶和裂隙密集區域?；炷寥纳疃葢斠詳鄬訉挾葹闇剩s為斷層寬度的1～1.5倍，槽挖斷面可以設置為梯形，槽挖斷面和側邊坡度的比例應當設定為2∶1。如果是在壩趾或者壩踵這些區域露出的斷層，則應當結合實際開挖狀況，增加開挖的范圍，并加深回填的深度。在斷層開挖時需要將其進行延伸，延伸到壩體的外界，延伸距離需要控制在3～4 m。當完成斷層開挖與回填混凝土塞的處理措施之后，需要在斷層的四周進行灌漿，利用灌漿的固結效應提升此處的強度，但是需要注意的是灌漿的深度應當為斷層下方1～2 m。對于部分裂隙密集帶或者巖層呈破碎狀的區域也可以使用灌漿固結的方法進行處理，可以全面提升大壩基礎的承載力。

1.3 軟弱夾層處理的關鍵技術

軟弱夾層是大壩基礎處理中最為常見的一種特殊地質結構，需要采取有效的措施進行謹慎處理，否則會給水利工程帶來嚴重的安全隱患。軟弱夾層是指在巖層中具有軟弱、厚度較薄的軟弱區域，主要是由于層間錯動、地下水泥化以及沉積變質等原因造成的。軟弱夾層遇到水之后容易出現軟化或者泥化的狀況，降低了土層的抗剪強度，容易影響壩基的穩定性和抗滑性，特別是連續且傾斜角度＜30°的軟弱夾層對壩基來講更為不利。在處理軟弱夾層的過程中，需要結合具體的施工要求和軟弱夾層的埋藏深度選擇合理的施工技術。在軟弱夾層掏挖時需要控制深度，延伸到軟夾層的1～2倍。當軟弱夾層的埋藏深度較淺的時候，可以使用明挖置換的方法進行處理，即將軟弱夾層挖除，將混凝土放入到被挖除的區域，這種方法的施工量較小，工作起來較為方便，并且還可以避免壩基出現滲漏的狀況。軟土夾層埋藏較深的時候，可以在軟弱夾層的內部設置混凝土塞，使軟弱土層和混凝土混合，改變軟弱土層的組成成分，進而提高大壩基礎的承載能力和負荷能力，提高水利工程的穩定性。或者也可以采用強夯法進行處理，但是這種方法更加適用于地基的防滲工作中。

1.4 巖溶處理關鍵技術

巖溶指的是由于水對可溶性巖石進行溶蝕之后所產生的一種現象，常見的可溶性巖石有石膏、碳酸鹽巖等，對巖溶進行有效的處理可以提升大壩基礎的建設質量。在基坑開挖的時候，使用混凝土置換的方法來對大壩基礎的緩傾角或者溶蝕裂隙進行處理，可取得較好的處理效果。如果溶蝕帶埋藏的深度較大，并且無法利用回填的方法進行處理，可以利用井挖的方式進行追蹤回填，同時固結灌漿的方法也適用于這種溶蝕帶的處理。在處理之前可以先利用洞挖或者明挖的方式清除巖溶，之后再進行混凝土置換，在施工的過程中設置專門的管路來引出巖溶中的水流。如果是在平洞開挖的過程中遇到了巖溶，應當先進行擴挖，將巖溶清理好之后進行混凝土置換，根據實際情況確定是否需要應用灌漿的處理措施。

2 壩基滲流控制關鍵技術

2.1 設置防滲帷幕

排水工作是大壩基礎處理工作中的重點內容之一，對后期大壩的使用功能和使用效果有著重要的影響，應當采取合理的措施進行排水施工。防滲帷幕在水利工程中的大壩基礎處理階段極其常用，這種方法的排水效果較好，可以有效的對壩基滲流進行控制。結合工程案例進行分析，應當先在壩基上游設置防滲帷幕，之后再將防滲帷幕延伸，延伸到山體部位，其高程的設置應當以地下水位和大壩蓄水位的相交處為例，需要高于此處約145 m。在進行帷幕灌漿的過程中，應當主要選擇垂直孔，保持垂直孔的排距在0.20 m，間距在2.00 m，灌漿的方法可以使用分段鉆孔或者孔內循環的處理方法，同時選擇符合施工要求的水泥。一般來講在水利工程中需要以單排孔的方式進行防滲帷幕設置，孔深需要>13 m，根據對多個水利工程的施工經驗進行分析，可以發現利用懸掛法能夠更好地進行防滲施工，同時保持壩基帷幕>30 m，封閉帷幕的深度要<16 m。

2.2 設置基礎排水設施

排水孔可以有效的控制住大壩基礎的壓力，因此在設置排水孔時必須按照施工要求進行設置，其設置順序應當在防滲帷幕后。在設置排水孔的時候應當控制好每個排水孔之間的距離，大約在3 m，排水孔的直徑在90～113 mm，排水孔的傾斜程度為75°，負責輔助功能的排水孔應當屬于垂直孔，孔深為9 m。在設置排水孔的過程中可能會遇到軟弱夾層，基于軟弱夾層抗滲破壞力較弱的特點，應當對排水孔采取孔內保護措施，避免出現滲透破壞的現象。

3 結語

水利工程的建設可以對水資源進行控制和處理，滿足人們在生活中的用水需求，且可以起到抵御洪水等自然災害的效果。在水利工程施工過程中，壩基是水利工程的基礎支撐結構，大壩基礎處理環節影響著工程項目的整體穩定性，可以說是水利工程的基礎施工內容之一。壩基開挖過程中容易碰到特殊地質，此時應當根據地質類型選擇合適的技術方法，進而提升土層的抗剪水平和強度。滲流控制主要使用設置防滲帷幕以及基礎排水設施，可以減少壩基的滲漏量，對軟弱土層起到固定效果。水利建設行業應當認識到水利工程中大壩基礎處理的重要意義，提升關鍵技術的應用效果，為水利工程的安全性提供技術保障。