水利工程中大壩基礎處理措施探究

胡濤

摘要：水利大壩的建設對于推動地區經濟發展，維護社會和諧穩定等具有重要意義。近些年，我國相繼開建了一大批水利大壩工程項目，越來越多的建設項目逐漸暴露了一些潛在問題，本文就大壩基礎處理存在的問題進行分析，并針對性提出改善意見。

關鍵詞：水利工程;大壩;基礎處理

引言

隨著技術的發展，水利工程建設施工質量也有了顯著提高。大壩設計與施工是水利工程的重要組成部分，唯有切實把控兩者之間的關系，才能真正意義上保證水利工程施工品質。大壩基礎處理是水利工程重要施工環節，科學有效的大壩基礎處理無疑可以更好發揮大壩功能。

1.大壩基礎處理普遍存在的問題分析

一般而言，大壩基礎巖石強度往往較高，基本可以滿足混凝土重力壩的施工要求。而實際一些水利工程項目由于地質環境影響，比如斷層地質條件等，致使整個工程施工期間存在一系列問題，從而給整個工程留下了一定的質量隱患。因此此次針對性的提出幾個常見的大壩基礎處理存在的問題共同討論。

1.1壩基滲漏問題

通常情況下，水利工程大壩施工區域的基礎巖體往往具有較高的抗滲漏性。但也存在一些項目由于地質環境的問題，例如某大壩工程，其河床以及右岸等可能直接貫穿整個壩基，故而極易出現滲漏、裂縫以及碎裂等問題，有必要采用針對性的方案予以解決。

1.2軟弱夾層問題

對于大壩基礎的軟弱夾層，由于力學參數大大降低、抗剪強度以及變形模量等均處于較低值范圍，使得水利大壩與其周邊的巖體之間存在較為明顯的偏差。通常這樣的情況極有可能使得整個壩基的抗壓強度大大降低，影響整個大壩工程質量。

1.3巖體錯位問題

實際大多數水利大壩施工項目壩基巖體均能達到相關要求，而由于大壩的形變模量要遠遠低于其它的巖體，如若此時在大壩兩側的拱座的巖體內存在較多的軟弱夾層，則可能導致兩側的巖體逐漸出現錯位情況。該問題得不到有效解決，極有可能影響整個工程質量，為后期交付使用留下重大安全隱患。

2.應對措施分析

2.1基礎處理

目前大壩的基礎開挖處理通常選擇臺階式開挖模式，實際臺階的寬度以及高度設計主要依據實際壩體的抗滑安全情況所決定。為了確保大壩的實際開挖效果和設計要求相符合，在工程設計流程中可以將壩基面做一定角度的傾斜，從而有利于壩基始終處于最佳狀態。對大壩基坑進行開挖時，假設大壩兩側高程壩段過高，則可以依據基巖作業要求對河床進行優化，例如工程施工中裂縫以及間隙夾層問題可能會導致大壩基面進一步被風化。因此在工程建設初期應當預先對建壩區域的巖體特性、巖體的完整情況以及壩基巖體風化厚度等進行有效勘測。河床的溢流壩段，在建基面開挖高程盡可能保持在合理范圍內，此外還應當逐漸加大壩基兩側擋水壩段間距。

對于一些存在斷層以及軟弱夾層等地質問題的壩基，在進行基礎處理時應當依據現場實際情況制定有效策略進行處理。通常采用掏沙以及利塞等方式進行處理。對斷層進行開挖過程中務必延伸到壩外側3-4公分處。采用掏砂方式對軟弱夾層進行處理時，可以將深度控制在軟弱夾層的1.5倍左右，此外對于夾層的交界處以及夾層密布位置應當進行著重處理。

2.2滲漏處理辦法

針對壩基滲漏問題，第一步應當依據壩基的消力池構成與穩定情況針對性的制定有效處理方案，進一步緩解滲漏以及滲透系數，保證軟弱夾層的可靠性與穩定性。在河床泄流過程中，往往水頭位置比較高、高程相對較小且抗浮穩定性比較低，因此給整個工程的設計帶來一定的困難。依據不同水利項目的特性，通常可以采用封閉帷幕抽水、常規帷幕抽排等方案。相較于其它方案，封閉帷幕抽排的方式可以有效減緩對地基的揚壓力，進一步提升整個壩基的可靠性。

防滲漏帷幕是目前應用較為普遍的排水手段。施工現場安置防滲漏帷幕過程中，可以將其安置在壩基上游基礎的灌漿廊道內。隨著兩側壩肩與山體空間的不斷擴張，到達設計高度水位時停止。對于水墊塘防滲漏帷幕安置過程中，大都采用一字排開的方式，保證其位置位于二道壩基的灌漿廊道內，依據壩基兩側山體的動向逐步擴大，但應當保證防滲線路控制在合理范圍內。大都情況下選用單排孔設計的防滲漏帷幕，項目的河床以及右岸等可以隨著河流的動向在滲水效果相對較好的位置增加孔。在對防滲帷幕安置時可以選擇固結灌漿孔，孔的深度應當保持不低于13米。這樣做的目的是為了提升壩基巖體的整個抗滲透性能。在帷幕灌漿過程中，孔的形狀大多是垂直孔，孔與孔之間的距離控制在2米左右即可。大量研究表明，針對一些河床以及右岸滲水性能較好，而其它區域滲水性能較低的區域，可以選擇懸掛式防滲帷幕。通常壩基的帷幕需要在30米以上，深度則應當高于16米。在防滲帷幕施工期間，應當采用有效手段，灌漿流程中依據各個孔段實際情況，選擇合適的孔內循環灌漿與分段鉆灌方式。而在灌漿材料的選擇上，則以525常規硅酸鹽為宜，在帷幕表層的灌漿過程中，應當保持灌漿壓力在1.5倍左右。

對于水利大壩工程，基礎排水是其重要組成部分。科學合理的基礎排水設計可以有效減緩整個大壩基礎所承受的揚壓力。為了使得整個壩基的揚壓力控制在合理范圍內，可以將基礎的排水孔安置在防滲帷幕后側，此外也可以在水墊塘周邊安置一封閉的排水孔。在整個相對封閉的抽排空間內，可以在其縱向以及橫向位置各安置三排輔助排水孔，進一步提升封閉排水作用。此外，在對排水孔進行設計時，應當時刻關注相關參數波動情況，孔徑的設計一90-113毫米為宜;孔之間的間距控制在3米左右為宜，采用斜孔方式。而對于輔助排水孔則盡可能選擇垂直孔形式，核心排水孔的深度應當依據帷幕深度進行科學設計。通過對壩基滲流等相關參數的計算與分析可以得到當前壩基軟弱夾層的抗滲能力。因此實際在對排水孔進行作業時，應當盡可能規避軟弱夾層，同時應當避免軟弱夾層的滲透。

2.3基巖預應力拉錨

無論壩基基巖是否具備規則的形狀、是否存在斷裂情況，長期受到水壓的作用勢必會存在一定的形變可能。為了避免該形變可能對整個大壩造成的不利影響，通常可以選用鋼筋對大壩進行進一步的加固處理。主要內容為，對基巖進行鉆孔至一定深度，隨后將鋼絲、鋼筋以及鋼索等插入其中，并將其兩側分別固定在基巖中。依據設計要求對鋼筋進行張拉處理，從而給基巖施加一預應力。此時鋼筋的配置與預應力的大小設計，應當充分考量大壩基巖的地質情況、應力變化以及形變等因素。實際往往由于大壩受力面積較寬，為了提升大壩穩定性，務必確保實驗結果高于實際情況下的受力值。

3.結束語

隨著經濟的發展，人們生活質量以及能源需求越來越高。水利大壩的修建可以有效改善人類生存環境，同時為地區供應所需電力能源等奠定基礎。為此我國近些年修建了一大批水利大壩項目。大壩基礎處理質量直接關系到整個項目品質，此次就大壩基礎處理常見的問題進行分析，并就大壩整個施工過程展開討論，分別對基巖預應力拉錨、滲漏處理辦法、基礎處理三個部分進行詳細分析。實際大壩基礎處理存在問題形式復雜繁多，針對不同的問題應當依據大壩實際環境、大壩應用特性等進行綜合分析，從而針對性的制定有效處理辦法。

參考文獻

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