水利水电大坝工程基础的处理设计分析

蒲海清 李超 陈曙东

【摘要】：当前我国水利水电建设发展迅速，特别是近几年国家加大了水利水电方面的投资。很多大型的水利水电工程以及项目的建设也带来了很多问题，其中这些大坝工程的基础对于其后期的安全使用有着很大的影响，工程基础的处理有着极为重要的意义。为此我们从大坝工程作用以及工程特点出发，总结常见的处理方法，并结合工程案例分析水利水电大坝工程基础的处理设计。

【关键词】：大坝工程；基础处理设计；坝基渗漏控制

水利水电大坝是水利水电工程的基础设施，可以说其建设的质量直接关系着水利水电工程的最终质量的运行效果。而水利水电大坝基础的处理设计作为大坝建设的重要内容也有着关键性的作用，为此我们分析了基础处理方法和内容，并结合实例分析了具体的处理设计。

1 水利水电大坝工程基础处理的意义和特点

1.1 重要的安全保障

一般来说水利水电大坝地质条件和水文环境复杂，工程中需要考虑的不确定因素非常多，这些因素的检测和控制非常的复杂，所以对于基础处理的设计要求也很高。水利水电大坝的基础处理好坏关系着整个大坝工程的安危，处理不当会严重的影响其抗灾能力。

1.2 技术繁杂

水利水电大坝下部分有着复杂的水文环境和地质条件，下部分还要承受各种基础结构的荷载，所以在这样的情况下其设计遇到的技术非常的复杂多变，在进行水利水电大坝基础处理的时候要注意进行密切的勘探工作，必要的时候可以在现场进行实验来检验相关结构特点。

1.3 工程质量评价困难

水利水电大坝有着明显的延时特点，现场检测和实验对于工程验收来说非常困难。工程的质量以及可靠性只有在实际投入运行后才能知道，但是一般来说其投入使用后再进行后期的返修非常的困难，这也是水利水电大坝基础处理工程的特点。

1.4 施工周期较短

一般基础工程会选择在水位较浅或者枯水期施工，由于受到外界环境的影响，导致施工周期较短，而且这个阶段还需要完成其他的施工任务导致短时间内完成重要的基础处理很难。

2 常见的基础处理方法

2.1 断层处理

对于重力坝引起的断层，要先抽出断层处的土质，并浇灌混凝土。有时候为了加大混凝土与岩石之间的粘结作用，可以适当的进行灌浆处理。对于大巴上下游方向出现的断层，首先要检测岩石的抗压强度和抗剪摩擦系数，并分析是否能到国家要求的标准，然后进行混凝土回填，提高其抗压强度。对于拱坝引起的断层，需要分析和判断断层的规模和位置，如果推力过大可能会导致滑动移位的时候，要回填混凝土。

2.2 混凝土基础处理

选址的过程就要有意的避开软弱基层，通常这部分抗滑能力较差，容易导致降低大坝整体的抗滑安全系数，导致坝基发生偏移现象。

2.3 混凝土支撑处理

在大坝修建的过程中我们经常会看到很多不连续的岩层，理想的状况是可以用混凝土全部替换掉在这些断层，但是并不现实，因此需要科学合理的支承方式来保证坝基的稳定和抗压能力。

2.4 岩基预应力拉锚处理

由于实际应用过程中会受到水的冲击应力，所以在水压的作用下，无论底部是否存在断裂层都会发生一定的形变，为了降低水流对大坝坝基的影响，需要进行加固处理。将钢筋钻孔到规定的深度，提高预应力的地质条件以及应力分布。

3 结合工程案例分析水利水电大坝工程的基础处理设计

3.1 案例简介

某大坝建设，其中坝高80m，轴线长度为335m。大坝的建设目的是为了防洪，为混凝土重力坝类型，由于基础的地质条件不是很好所以必须注意基础处理。该大坝坝基发现了5条断层，综合的岩体渗水性一般，有着较好的渗水性。

3.2 基础处理的内容确定

结合坝基的地质条件，处理的内容有两个方面：软弱夹层，其工程特性有显著的降低，通常软弱夹层的变形模量为0.03-0.05Gpa，抗剪强度为0.24-0.34，与周围的岩体相比其力学特点明显的减少了，导致其抗剪强度的无法满足后期的工程需求。坝基渗漏，尽管该大坝周围的岩石防渗性能良好，但是坝基出现了一定的断层，导致岩基极易出现漏水渗水的现象，所以同样要做好防渗工作。

3.3 基础的处理方法

基础的处理方式主要有以下几项：（1）基础开挖方式，通常来说大坝的开挖方式都采用台阶式，并要求台阶的高度和平台宽度能够满足后期的抗滑要求。本工程基础的开挖方式为平台宽度为坝底深度的1.5倍，每节台阶的高度差为8m，并最终确定开挖比为0.35：1。考虑到施工的环境和工程需要，选择一个上游倾斜角为6°的坝基面，并保持坝基的状态。由于该大坝工程后期主要用于防洪 ，所以還需要考虑到泄洪中产生的雾化水，这些雾化水可能会影响到两岸的表面，因此基础的开挖方式可能影响到坝基的稳定性，因此需要采取一定的防护措施，保护坝基。（2）建立基面的开挖过程。考虑到后期防洪的时候水位升高冲蚀两岸，需要结合大坝两岸的工程特点对河床进行改造，防止李峰和间隙的存在导致河床风化程度加重，从而影响岩石的表面特性。所以我们应该从多个角度审视和考察坝体岩石的稳定性，并考虑到基岩体的稳定性，对其完整性进行一定的了解，另外该河段可能会存在的河水溢出的现象，因此开挖高度也不能过深，综合考虑设置为64m，并让两岸的挡水坝段逐渐的增加。（3）处理地质缺陷，该大坝工程的地质缺陷主要是有断层和软弱夹层引起的，因此在进行实际的坝基处理前要对地质的具体情况进行了解，并制定出完善的王方案。

结语：总之水利水电大坝工程的基础处理需要考虑到很多因素，不仅要考虑到外界环境对其影响，还需要结合经济效益、工程建设以及地质基础等方面的角度综合评估，并最终完成对其基础的处理设计。

参考文献：

[1]谌海锋. 水利水电大坝工程基础的处理设计分析[J]. 江西建材，2013，06：183-184.

[2]金峰. 基于水利水电大坝基础处理意义及设计方法的研究[J]. 科技致富向导，2015，05：138.

[3]祝卫灵. 浅析水利水电大坝工程基础的处理设计[J]. 江西建材，2014，24：145-146.

作者简介：

1、蒲海清，男，四川都江堰人，1985.09，大专学历，中国水利水电第十工程局有限公司，助理工程师，研究方向：水利水电

2、李超，男，四川都江堰人，1988.02，大专学历，中国水利水电第十工程局有限公司，助理工程师，研究方向：水利水电

3、陈曙东，男，四川都江堰人，1973.1，大专学历，中国水利水电第十工程局有限公司，助理经济师，研究方向：水利水电