研究纳井田水库工程大坝基础的处理设计

田小军

(安顺市水利水电勘测设计研究院，贵州 安顺 561000)

研究纳井田水库工程大坝基础的处理设计

田小军

(安顺市水利水电勘测设计研究院，贵州 安顺 561000)

基于目前水库工程大坝进行基础结构施工建设过程中存在的问题缺陷，文章以纳井田水库为例，结合所处的水文地质条件分析了大坝基础结构的建设要求，并提出了与之对应的处理设计技术应用。结果表明，水库大坝基础处理设计效果，需在明确基础结构建设要求的情况下，找出坝基开挖处理、基础固结处理以及帷幕灌浆处理设计应用控制策略。

纳井田水库；大坝基础；帷幕灌浆；基础固结

0 引 言

科学技术的发展，使得人们对水库工程大坝建设使用安全稳定性的要求越来越高。然而，在实际施工建设过程中，受地区水文地质环境的影响，使得工程设计应用目标难以实现。其中大坝基础结构是受水文地质影响最大的施工项目，为此，研究人员应结合水文地质勘察结果以及基础结构建设要求的情况下，设计出最为科学合理的大坝基础处理方案。这是缓解地区人们群众用水压力的关键，研究人员应将其重视起来。

1 工程概况

纳井田水库工程是以灌溉为主，六马乡镇供水及周边农村人蓄饮水次之的社会公益性建设项目，其主要任务就是解决农业灌溉为主，兼顾乡镇供水及周边农村人蓄饮水及其它用水问题。由于大坝基础结构建设受地质水文问题的影响，使得基础结构施工建设存在一系列的不稳定性因素。为此，相关建设人员应从在实际工程项目出发，即在明确水库大坝工程对基础结构的建设要求基础上，优化大坝基础的处理设计，进而实现水库工程建设使用安全性与耐久性的设计目标。

2 纳井田水库大坝基础结构建设要求

由于纳井田水库坝基建于中等风化层底部，因此，建设人员需要开挖至4-6m，才能挖出强风化层，进而进行控制处理。对于两岸岸坡坝段基础开挖形状来说，在平行坝轴线方向应开挖成有足够宽度的台阶状，基础中存在如表层夹泥裂隙、严重风化区及节理蜜集等均宜挖除后，用C15混凝土回填。坝址区无断裂构造发育，组成坝基的岩层为三叠系中统边阳组(T2b)砂岩、泥页岩。岩层厚度较大，在坝区出露连续性好，岩层倾向右岸偏上游，倾角48°-60°。岩石为BⅢ2类中硬岩，坝址及下游未见跌坎及临空面，坝基深部岩层厚度大，层间胶结良好，除层面外，无软弱结构面及软弱夹层存在，坝基不存在深层滑动问题。但上部岩层浅层节理和纵向裂隙较发育，坝基存在可能的浅层滑动问题，坝基(肩)需作固结灌浆处理。

根据坝区水文地质条件以及水库大坝的农作物灌溉定额，坝基及两岸均无绝对的隔水边界存在，防渗帷幕为悬挂式[1]。表1为纳井田水库农作物灌溉定额成果表。

具体来说，就是以钻孔压水实验和岩石声波测得结果作为依据，坝基(肩)防渗帷幕灌浆孔下限以进入吕荣值q=5Lu线5m控制，向左岸两岸山，对地下水位进行延伸。采用底循环方式进行灌浆，在两岸坡存在相应覆盖地层段，而对于基岩段而言，需要在黏土层灌浆完成之后，通过自下到上的分段灌浆，对每段的长度进行控制，促使其在4-6m之间，最大长度需在10m以内。所使用的灌浆材料主要使用的是强度等级为32.5MPa普通硅酸盐水泥。在进行具体灌浆过程中，灌浆标准为：对其开展相应压水试验，保障已经灌浆段的岩石，按透水率q<5Lu进行科学检查[2]。进一步优化水库大坝基础处理设计技术应用。

表1 纳井田水库农作物灌溉定额成果表

2.1 坝基开挖处理设计

纳井田水库的基础开挖顺序设计为：先对岸坡进行施工，然后对河床进行施工，同时采用自上而下的方式实施分层开挖。从实际情况进行分析，也就是结合水工设计的具体要求，需将基础开挖倒中等风化层底部位置。这种情况下，对坝基进行开挖，主要分成两期进行，在一期对两个坝肩进行开挖，第二期，主要是对河床进行开挖。在对一期进行开挖过程中，使用的主要方式为，使用轻便的浅孔钻梯段爆破，将梯段的高度设置为6-7m，对永久边坡进行开挖过程中，主要使用的是预裂爆破形式。二期开挖过程中，采用的主要是较为轻便的潜孔钻梯，在钻梯段进行爆破，然后在梯段6-7m的高度，进行永久边坡的爆破。

2.2 基础固结处理设计

由于上部岩层浅层节理和纵向裂隙较发育，坝基存在可能的浅层滑动问题，因此，如果坝型采用重力坝，孔深以进入基岩5m计，钻孔进尺3560m，灌浆进尺2225m；钻灌比1.6∶1。此外，因坝址坝基持力层为三叠系中统边阳组(T2b)砂岩、泥页岩。左岸坡基岩强风化层厚度5.5m，右岸坡基岩强风化层厚度3.5m。

2.3 坝基开挖处理设计、基础固结处理设计、帷幕灌浆处理设计

沿坝轴线布置帷幕线，为单排；孔距为3m。实施帷幕灌浆施工过程中，主要使用的是自下而上的方式进行施工，并且遵循逐渐加密的原则。使用YQ-100型潜孔钻造孔，BW-200电动双缸卧式灌浆机孔内循环法灌浆[3]。如果对大坝进行开挖，达到相应设计深度的时候，可以做相应的灌浆廊道，此后，沿着坝轴线对灌浆孔进行布设，将其作为防渗帷幕，帷幕形式为悬挂式，根据钻孔压水试验及岩石声波结果，坝基(肩)防渗帷幕灌浆孔下限以进入吕荣值q=5Lu线5m控制，逐渐向左右两岸进行延伸，将地下水作为边界。设计相应灌浆方法，主要有纯压式，也就是在，两岸坡具备相应的覆盖地层段，针对基岩段而言，需要在对黏土层灌浆完成后进行，对其进行施工，主要使用的是从下到上的方式进行分段，每段的长度为4-6m。灌浆工程量：造孔进尺3366.4m，灌浆进尺3139.2m，钻灌比1.07∶1。检查孔数按灌浆孔的10%布设，约为10个孔，检查孔进尺按灌浆进尺的15%计，约为470m。

3 结 语

综上所述，水库大坝基础处理设计技术的应用要结合水文地质条件和工程设计要求的农作物灌溉目标，来确定相应的问题处理方案。事实证明，在优化坝基开挖处理设计、基础固结处理设计以及帷幕灌浆处理设计技术应用后，不仅降低了水文地质对其带来的影响，还提高了大坝基础处理设计技术应用的有效性。为此，研究人员应将其作用于实践，从而水库工程发挥出应有的作用价值。

[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]傅汝强.以丰岩水库工程为例浅析大坝构造和基础设计的相关问题[J].广东科技,2012(23)：152-153.

[3]杨飞.大坝工程基础设计问题与处理方式的若干研究及讨论[J].河南水利与南水北调,2016(03):91-92.

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1007-7596(2017)09-0184-02

2017-08-18

田小军(1965-)，男，贵州开阳人，工程师，从事水利水电勘测设计工作。