水利工程大坝基础处理关键技术分析

唐 航

（江西省水利水电建设有限公司）

0 引言

近年来随着中国经济的快速发展，水利工程的项目逐渐增多，对水利工程的质量要求也在不断提高。虽然中国水利工程施工技术得到了创新，促进了水利建设事业的良好发展，但是坝基施工中地理环境的复杂性或者人为因素的影响，都在一定程度上给水利工程增加了安全隐患。江西省水利水电开发有限公司是江西省水利水电建设的龙头企业和骨干力量，具有国家水利水电工程施工总承包一级资质。文章以江西省水利水电开发有限公司的工程项目作为案例，分析了大坝基础处理中的关键技术要点，以期达到促进水利工程建设质量的提升。

1 坝基开挖处理关键技术

1.1 开挖方法

在坝基开挖时可以选择台阶式的方法，在开挖的过程中应当保证每一个坝段台阶需要宽于总宽度，至少宽出1/2的距离，且宽度需要在4 m之上，这样才可以保证后续施工的稳定进行。为了保证坝体可以具有良好的安全性以及抗滑性，需要保持坝基面上斜，上斜度需要保持在7°。岸坡也同样采取台阶式的开挖方法，每间隔15 m的高差就要开挖一马道，控制好开挖岸坡的比例，观察开挖过程中岩体的状态。如果岩体出现产状不利、顺向坡等现象时，需要适当的放宽坡比，并采取相应的支护措施，如锚杆支护、设置混凝土阻滑键、预应力锚杆支护或者设置边坡截水沟等措施，在支护措施实施的过程中也要监测边坡是否出现了变形的状况。如果在基坑开挖的时候出现两岸的坝段高程过高的现象，需要结合施工标准对河床进行改进，否则一旦出现裂缝问题或者夹层问题都会加剧风化。在坝基施工过程中需要做好变形和风化问题的防护措施，避免坝基由于外界因素的影响而出现质量下降的状况。

1.2 断层处理关键技术

在实际的大坝基础处理过程中，如果遇到断层的问题，应当根据断层的具体情况进行分析，进而采取相应的处理措施。断层的宽度如果>1 m，需要使用槽挖联合置换混凝土的方法进行处理，这种方法也同样适用于宽度>1 m 的土层剪切交汇带和裂隙密集区域。混凝土塞的深度应当以断层宽度为准，约为断层宽度的1～1.5倍，槽挖断面可以设置为梯形，槽挖断面和侧边坡度的比例应当设定为2∶1。如果是在坝趾或者坝踵这些区域露出的断层，则应当结合实际开挖状况，增加开挖的范围，并加深回填的深度。在断层开挖时需要将其进行延伸，延伸到坝体的外界，延伸距离需要控制在3～4 m。当完成断层开挖与回填混凝土塞的处理措施之后，需要在断层的四周进行灌浆，利用灌浆的固结效应提升此处的强度，但是需要注意的是灌浆的深度应当为断层下方1～2 m。对于部分裂隙密集带或者岩层呈破碎状的区域也可以使用灌浆固结的方法进行处理，可以全面提升大坝基础的承载力。

1.3 软弱夹层处理的关键技术

软弱夹层是大坝基础处理中最为常见的一种特殊地质结构，需要采取有效的措施进行谨慎处理，否则会给水利工程带来严重的安全隐患。软弱夹层是指在岩层中具有软弱、厚度较薄的软弱区域，主要是由于层间错动、地下水泥化以及沉积变质等原因造成的。软弱夹层遇到水之后容易出现软化或者泥化的状况，降低了土层的抗剪强度，容易影响坝基的稳定性和抗滑性，特别是连续且倾斜角度＜30°的软弱夹层对坝基来讲更为不利。在处理软弱夹层的过程中，需要结合具体的施工要求和软弱夹层的埋藏深度选择合理的施工技术。在软弱夹层掏挖时需要控制深度，延伸到软夹层的1～2倍。当软弱夹层的埋藏深度较浅的时候，可以使用明挖置换的方法进行处理，即将软弱夹层挖除，将混凝土放入到被挖除的区域，这种方法的施工量较小，工作起来较为方便，并且还可以避免坝基出现渗漏的状况。软土夹层埋藏较深的时候，可以在软弱夹层的内部设置混凝土塞，使软弱土层和混凝土混合，改变软弱土层的组成成分，进而提高大坝基础的承载能力和负荷能力，提高水利工程的稳定性。或者也可以采用强夯法进行处理，但是这种方法更加适用于地基的防渗工作中。

1.4 岩溶处理关键技术

岩溶指的是由于水对可溶性岩石进行溶蚀之后所产生的一种现象，常见的可溶性岩石有石膏、碳酸盐岩等，对岩溶进行有效的处理可以提升大坝基础的建设质量。在基坑开挖的时候，使用混凝土置换的方法来对大坝基础的缓倾角或者溶蚀裂隙进行处理，可取得较好的处理效果。如果溶蚀带埋藏的深度较大，并且无法利用回填的方法进行处理，可以利用井挖的方式进行追踪回填，同时固结灌浆的方法也适用于这种溶蚀带的处理。在处理之前可以先利用洞挖或者明挖的方式清除岩溶，之后再进行混凝土置换，在施工的过程中设置专门的管路来引出岩溶中的水流。如果是在平洞开挖的过程中遇到了岩溶，应当先进行扩挖，将岩溶清理好之后进行混凝土置换，根据实际情况确定是否需要应用灌浆的处理措施。

2 坝基渗流控制关键技术

2.1 设置防渗帷幕

排水工作是大坝基础处理工作中的重点内容之一，对后期大坝的使用功能和使用效果有着重要的影响，应当采取合理的措施进行排水施工。防渗帷幕在水利工程中的大坝基础处理阶段极其常用，这种方法的排水效果较好，可以有效的对坝基渗流进行控制。结合工程案例进行分析，应当先在坝基上游设置防渗帷幕，之后再将防渗帷幕延伸，延伸到山体部位，其高程的设置应当以地下水位和大坝蓄水位的相交处为例，需要高于此处约145 m。在进行帷幕灌浆的过程中，应当主要选择垂直孔，保持垂直孔的排距在0.20 m，间距在2.00 m，灌浆的方法可以使用分段钻孔或者孔内循环的处理方法，同时选择符合施工要求的水泥。一般来讲在水利工程中需要以单排孔的方式进行防渗帷幕设置，孔深需要>13 m，根据对多个水利工程的施工经验进行分析，可以发现利用悬挂法能够更好地进行防渗施工，同时保持坝基帷幕>30 m，封闭帷幕的深度要<16 m。

2.2 设置基础排水设施

排水孔可以有效的控制住大坝基础的压力，因此在设置排水孔时必须按照施工要求进行设置，其设置顺序应当在防渗帷幕后。在设置排水孔的时候应当控制好每个排水孔之间的距离，大约在3 m，排水孔的直径在90～113 mm，排水孔的倾斜程度为75°，负责辅助功能的排水孔应当属于垂直孔，孔深为9 m。在设置排水孔的过程中可能会遇到软弱夹层，基于软弱夹层抗渗破坏力较弱的特点，应当对排水孔采取孔内保护措施，避免出现渗透破坏的现象。

3 结语

水利工程的建设可以对水资源进行控制和处理，满足人们在生活中的用水需求，且可以起到抵御洪水等自然灾害的效果。在水利工程施工过程中，坝基是水利工程的基础支撑结构，大坝基础处理环节影响着工程项目的整体稳定性，可以说是水利工程的基础施工内容之一。坝基开挖过程中容易碰到特殊地质，此时应当根据地质类型选择合适的技术方法，进而提升土层的抗剪水平和强度。渗流控制主要使用设置防渗帷幕以及基础排水设施，可以减少坝基的渗漏量，对软弱土层起到固定效果。水利建设行业应当认识到水利工程中大坝基础处理的重要意义，提升关键技术的应用效果，为水利工程的安全性提供技术保障。