【摘要】基礎(chǔ)處理設(shè)計(jì)是水利樞紐大壩施工建設(shè)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其處理設(shè)計(jì)水平對(duì)于整個(gè)水利樞紐大壩的使用性能和使用壽命有著決定性的影響，因此應(yīng)高度重視水利樞紐大壩的基礎(chǔ)處理設(shè)計(jì)，結(jié)合水利樞紐大壩施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，采用多樣化的基礎(chǔ)處理設(shè)計(jì)方法，優(yōu)化和改進(jìn)大壩基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)處理設(shè)計(jì)，提高水利樞紐大壩基礎(chǔ)處理設(shè)計(jì)質(zhì)量，保障水利樞紐大壩的安全性和穩(wěn)定性。本文簡(jiǎn)要介紹了水利樞紐大壩的基本情況，分析了水利樞紐大壩基礎(chǔ)處理設(shè)計(jì)要點(diǎn)，以供參考。

【關(guān)鍵詞】水利樞紐大壩；基礎(chǔ)處理；設(shè)計(jì)

水利樞紐大壩是我國(guó)重要的水利工程項(xiàng)目，關(guān)系著地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人們的生產(chǎn)生活，而水利樞紐大壩周圍的水文地質(zhì)情況往往比較復(fù)雜，這就對(duì)于基礎(chǔ)處理設(shè)計(jì)提出了更高的要求。根據(jù)水利樞紐大壩工程項(xiàng)目的基本情況，采用科學(xué)合理的基礎(chǔ)處理設(shè)計(jì)，提高大壩基礎(chǔ)的牢固性和穩(wěn)定性，延長(zhǎng)水利樞紐大壩的使用壽命。

一、水利樞紐大壩的基本情況

某水利樞紐大壩的壩高55m，壩軸線長(zhǎng)123m，是一個(gè)中小型混凝土重力壩，周圍水文地質(zhì)條件比較復(fù)雜，壩基工程上有5條基巖淺槽和NEE向斷層，河床F1斷層、右岸F1斷層對(duì)周圍構(gòu)建物的穩(wěn)定性造成影響，剪切裂隙和基巖軟弱夾層情況良好，存在著NW傾角和NE傾角，根據(jù)夾層形狀，主要包含I類泥化夾層、II類破碎夾層。該水利樞紐大壩的壩基巖層是一種透水巖體，防滲性能較好，但是含有大量的地下水，壩基局部區(qū)域含有裂隙性承壓水，相對(duì)于不透水層有小于1Lu埋深。壩基巖體的強(qiáng)度較高可以滿足混凝土重力壩對(duì)于承載力的要求，但是很容易出現(xiàn)壩基滲漏、軟弱夾層和巖體錯(cuò)位等問題。

二、水利樞紐大壩基礎(chǔ)處理設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1、合理開挖大壩基礎(chǔ)

合適的基礎(chǔ)開挖方式是水利樞紐大壩開挖的重要環(huán)節(jié)，當(dāng)前最常見的一種開挖方式是臺(tái)階式，臺(tái)階平臺(tái)的寬度和高差對(duì)于壩體的穩(wěn)定性和抗滑性有著重要影響，為了確保水利樞紐大壩基礎(chǔ)的牢固性，臺(tái)階高度差應(yīng)小于3m，坡度開挖比值控制在1：0.35。同時(shí)，水利樞紐大壩施工時(shí)，由于高程壩段的位置相對(duì)比較高，應(yīng)結(jié)合基巖實(shí)際情況，適當(dāng)調(diào)整河床位置。該水利樞紐大壩基礎(chǔ)部位的巖層多是半新巖石，一旦出現(xiàn)地質(zhì)缺陷、軟弱基層、斷裂構(gòu)造等問題，會(huì)加速巖石風(fēng)化，考慮到表面巖層的穩(wěn)定性和完整性較差，并且裂隙位置較深，河床兩岸之間的距離為4～5m，通過壩基表面巖層發(fā)育情況、風(fēng)化厚度和巖體巖性等，溢流壩段的基礎(chǔ)開挖深度應(yīng)大于30m。另外，在水利樞紐大壩基礎(chǔ)開挖過程中，應(yīng)注意處理大壩周圍的地質(zhì)缺陷，主要包括兩方面：軟弱夾層和斷層，采用科學(xué)合理的方法和措施，如掏挖和利塞方式處理地質(zhì)缺陷。在處理斷層時(shí)，一般情況下，壩體混凝土開挖深度約2～2.5m，結(jié)合實(shí)際的巖體情況，可以適當(dāng)擴(kuò)大處理范圍，并且在處理軟弱夾層時(shí)，可以應(yīng)用掏挖方式，軟弱夾層深度是基礎(chǔ)開挖深度的1.5倍，采用深挖方式來處理斷層和夾層交叉區(qū)域以及夾層密集區(qū)。

2、基礎(chǔ)回填處理

水利樞紐大壩基礎(chǔ)開挖過程中往往需要挖掘勘探平洞和鉆孔，為了保障樞紐大壩的安全性和穩(wěn)定性，在勘探平洞和鉆孔中應(yīng)及時(shí)回填混凝土，結(jié)合該水利樞紐大壩的實(shí)際情況，可以采用以下回填設(shè)計(jì)方法。首先，對(duì)于勘探平洞和鉆孔的混凝土回填，應(yīng)考慮到水利樞紐大壩的應(yīng)力分布和防滲情況，相關(guān)處理設(shè)計(jì)方案應(yīng)符合基礎(chǔ)排水和壩基安全要求，例如，在該水利樞紐大壩勘探平洞中設(shè)置帷幕線，在小于20m大于10m范圍內(nèi)，先仔細(xì)清理勘探平洞，然后使用回填混凝土進(jìn)行封堵處理。對(duì)于鉆孔的回填處理，應(yīng)結(jié)合該水利樞紐大壩拱座的應(yīng)力分布，應(yīng)用有限元方法分析計(jì)算混凝土回填深度。同時(shí)，對(duì)勘探平洞和鉆孔進(jìn)行混凝土回填施工時(shí)，應(yīng)徹底清理勘探平洞和鉆孔中的廢棄物和雜質(zhì)，特別是將松動(dòng)的巖塊清理干凈，然后再進(jìn)行混凝土回填施工，并且充分考慮鉆孔和勘探平洞情況，將灌漿管路設(shè)置在回填區(qū)域，保障回填灌漿施工的順利進(jìn)行。另外，對(duì)于鉆孔和勘探平洞中的狹縫狀、脈狀和管狀裂縫，可以采用封堵回填和灌漿回填相結(jié)合的方式，在勘探平洞、鉆孔和巖溶通道中設(shè)置止水片，并且當(dāng)勘探平洞和鉆孔埋深較深，規(guī)模較大時(shí)，可以采用泵送回填施工方法，使孔洞中充滿混凝土，從而提高水利樞紐大壩基礎(chǔ)的穩(wěn)定性和強(qiáng)度。

3、基巖加固處理

該水利樞紐大壩基礎(chǔ)包含大量的灰?guī)r，而灰?guī)r具有容易斷裂、易腐蝕、抗爆破性能弱等特點(diǎn)，若灰?guī)r處理不當(dāng)會(huì)直接影響大壩基礎(chǔ)的承載力和穩(wěn)定性。結(jié)合該水利樞紐大壩的實(shí)際情況，采用固結(jié)灌漿處理方法，對(duì)大壩基礎(chǔ)進(jìn)行加固處理，以不斷提高大壩基巖的穩(wěn)定性和抗?jié)B性能。水利樞紐大壩基礎(chǔ)往往會(huì)受到壓應(yīng)力和水平推力，在進(jìn)行加固處理時(shí)，應(yīng)注意合理安排固結(jié)灌漿施工部位。由于該水利樞紐大壩下游的側(cè)應(yīng)力比較大，因此應(yīng)適應(yīng)擴(kuò)大下游區(qū)域的固結(jié)灌漿處理面積，考慮到該水利樞紐大壩基礎(chǔ)周圍的水文地質(zhì)情況，適當(dāng)加大加固處理深度。同時(shí)，對(duì)于大壩基礎(chǔ)存在地質(zhì)缺陷的區(qū)域，固結(jié)灌漿處理可以從20～30m范圍內(nèi)擴(kuò)大到30～40m，并且設(shè)置15～20m的沉降縫，結(jié)合壩肩、近岸山體和水墊塘的施工情況，帷幕防滲設(shè)計(jì)河床壩基的透水率應(yīng)小于1Lu。另外，采用固結(jié)灌漿處理方法時(shí)，應(yīng)按照水利樞紐大壩基礎(chǔ)施工設(shè)計(jì)要求，有效控制混凝土配合比，盡量采用硅酸鹽水泥，減少混凝土的水化熱，混凝土灌漿壓力可以控制在0.4MPa。

4、基礎(chǔ)排水設(shè)計(jì)

結(jié)合該水利樞紐大壩的具體情況，選擇合適的基礎(chǔ)排水設(shè)計(jì)，利用封閉式帷幕抽水方法，降低壩基周圍的揚(yáng)壓力，并且可以有效提高大壩基礎(chǔ)的承載力和穩(wěn)定性。在分析和計(jì)算該水利樞紐大壩的滲流場(chǎng)分布情況后，如果采用封閉式抽排方法對(duì)大壩基礎(chǔ)進(jìn)行排水處理，可以降低泄洪壩段、水墊塘壩段的揚(yáng)壓力達(dá)到0.35。如果應(yīng)用常規(guī)的帷幕形式，對(duì)兩岸壩肩、山體和近岸地段進(jìn)行排水，堤段揚(yáng)壓力為0.22，兩岸壩肩揚(yáng)壓力為0.35。同時(shí)，為了保障該水利樞紐大壩基礎(chǔ)的排水效果，可設(shè)計(jì)主排水孔、封閉性排水孔、輔助性排水孔等，如圖1所示，在水墊塘和主帷幕后方區(qū)域設(shè)置主排水孔和封閉性排水孔，在封閉抽排范圍內(nèi)設(shè)計(jì)輔助性排水孔，排水孔間距應(yīng)控制在5m，直徑約90～110mm，主排水孔和封閉性排水孔采用傾斜形式，保持80度左右的傾斜角，垂直向上設(shè)置輔助性排水孔，并且主排水孔還具有降低大壩基礎(chǔ)主帷幕壓力的效果，主帷幕孔深應(yīng)控制為主排水孔深的1.5倍。在確定主排水孔深度以后，結(jié)合該水利樞紐大壩基礎(chǔ)的揚(yáng)壓力條件，封閉性排水孔深度可以設(shè)置為10m，輔助性排水孔深度可以設(shè)置在15m，通過開展?jié)B透流變?cè)囼?yàn)，水利樞紐大壩基礎(chǔ)最佳的滲透比應(yīng)處于2.3～4.6之間。

結(jié)束語：

水利樞紐大壩基礎(chǔ)處理是一項(xiàng)專業(yè)、復(fù)雜的系統(tǒng)工程，應(yīng)綜合考慮基礎(chǔ)強(qiáng)度、防滲要求等，結(jié)合大壩工程的實(shí)際情況，采用科學(xué)合理的基礎(chǔ)處理設(shè)計(jì)方案，推動(dòng)水利工程的快速發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1] 何善國(guó).先鋒水利樞紐大壩基礎(chǔ)局部淘空成因及應(yīng)急處理[J].水利規(guī)劃與設(shè)計(jì)，2010，04：63-65.

[2] 鐘世華.對(duì)水利樞紐大壩基礎(chǔ)處理設(shè)計(jì)的探討[J].陜西水利，2010，04：90-91.

[3] 白建軍，董陽光，耿凡坤，胡智.恰甫其海水利樞紐大壩工程基礎(chǔ)穩(wěn)定性漿液灌漿中的問題及措施[J].水利水電技術(shù)，2009，03：50-54.

[4] 朱顯鴿，郝紅科，趙旭升.藺河口水利樞紐大壩基礎(chǔ)帷幕灌漿試驗(yàn)研究[J].楊凌職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2003，01：29-31.