水利工程大坝基础处理的施工工艺探讨

申亚兰，王 琪

（湖南省岳阳水文水资源勘测局，湖南 岳阳 414000）

1 水利水电工程大坝地基分析

水利工程的大坝建设时所处的地质环境往往比较复杂，如果遇到不良地基并且处置不当，就会对大坝本身的质量造成十分严重的影响，其主要表现有以下几个方面：①由于恶劣的地基条件造成的抗滑结构面的强度低，承受压力的指标低于设计要求，致使无法满足建筑物的抗滑性和稳定性的要求。②由于土层较软或强度分布不均，无法承受上部建筑物的压力而产生严重的不均匀沉降，从而严重影响工程质量。③大坝地基属于砾石层、构造碎带等透水性比较好的地质构造，一旦处置不当就会产生比较严重的透水、渗透，从而引发质量问题。

2 坝基岩层的选择与基础处理工艺

（1）坝基岩层的选择。由于水利工程大多位于山区，因此大坝大多建筑在岩体上，地基岩体不可避免地要受到各种风化影响，当岩性相近、岩层的形成时间大致相同时，岩体风化程度和不同风化带的厚度就具有一定的对应性。此外，岩体中经常会存在大的断层或结构面，这些构造不仅会对大坝的稳定性造成较大影响，同时还是潜在地震的发震带，对于这些问题，在坝基选址前，必须评价其对建坝的影响。

（2）坝基岩层断层的处理。①重力坝的断层。重力坝的断层通常挖至适当的深度回填混凝土塞的方法来处理。回填混凝土后还要在周边的基岩中进行灌浆处理。②大坝上下游方向的断层。当各坝段的坝基抗剪摩擦安全系数不足时需要设置混凝土塞来弥补抗滑力的不足。当坝基底面虽有断层但是基岩具有足够的抗剪强度时，可不必设置混凝土塞。所以通常大坝上下游方向有断层时，应该按稳定计算不需要混凝土塞。③平行坝轴线方向的断层。对于横穿河流的断层的能够用混凝土塞加固，其深度需要综合坝高、软弱岩层的位置、坝体混凝土或基岩和软弱岩层间的变形程度的比值等条件综合分析确定。此外使软弱岩层的规模较小，也要求混凝土塞有相当大的深度，尤其是当软弱岩层与坝轴线斜交时，要加大各坝段的底面面积，以保证所规定的抗剪摩擦安全系数。

3 一些特殊地基的处理新工艺

（1）强透水层的防渗处理。一是对于强透水层的砾石、卵石和砂进行开挖清除，然后利用混凝土及粘土进行填充，建造截水墙。二是采用冲击钻造出大口径的孔，填充粘土或混凝土建成防渗墙。三是使用高压喷射灌浆的手段建造水泥防渗墙。

（2）可液化土层处理。对于可液化土层的常用处理方法有：①分层振动压实。②在可液化土层设立砂井、灰土桩或者砂桩。③开挖清除后充填强度更高的材料。④在可液化土层周围用混凝土封闭。

（3）软弱夹层基础的处理。软土基础的特点是含水量高但是透水性差，这种基础土层一般情况下纯含水量能够达到50%到70%，因此低抗剪强度较低，对软地基的处理方法如表1所示。

（4）深覆盖层的处理。深覆盖层的常用处理方法有：①扩大基础；②设置混泥土截水墙；③强夯法；④摩擦桩或沉重桩；⑤坝前铺盖防渗。

（5）坝基涌泉的处理。坝基涌泉会使得土坝由于管涌流土降低坝身稳定性。同时给混凝土浇筑带来麻烦，处理时一般采用能排则排、能堵则堵的处理原则。

图1 混凝土防渗墙示意图

4 结语

由于水利工程所处的特殊地理位置使得大坝的基础大多处于十分复杂的地质环境中，因此大坝施工过程中的工程质量控制十分困难。在大坝建设的各道工序里，基础施工对于保证大坝的整体质量具有十分重要的作用。本文主要对大坝基础处理施工的一些相关问题进行了研究，并简要介绍了近年来在大坝基础处理时创新的一些工艺和方法。