水利工程中大坝基础处理措施探究

胡涛

摘要：水利大坝的建设对于推动地区经济发展，维护社会和谐稳定等具有重要意义。近些年，我国相继开建了一大批水利大坝工程项目，越来越多的建设项目逐渐暴露了一些潜在问题，本文就大坝基础处理存在的问题进行分析，并针对性提出改善意见。

关键词：水利工程;大坝;基础处理

引言

随着技术的发展，水利工程建设施工质量也有了显著提高。大坝设计与施工是水利工程的重要组成部分，唯有切实把控两者之间的关系，才能真正意义上保证水利工程施工品质。大坝基础处理是水利工程重要施工环节，科学有效的大坝基础处理无疑可以更好发挥大坝功能。

1.大坝基础处理普遍存在的问题分析

一般而言，大坝基础岩石强度往往较高，基本可以满足混凝土重力坝的施工要求。而实际一些水利工程项目由于地质环境影响，比如断层地质条件等，致使整个工程施工期间存在一系列问题，从而给整个工程留下了一定的质量隐患。因此此次针对性的提出几个常见的大坝基础处理存在的问题共同讨论。

1.1坝基渗漏问题

通常情况下，水利工程大坝施工区域的基础岩体往往具有较高的抗渗漏性。但也存在一些项目由于地质环境的问题，例如某大坝工程，其河床以及右岸等可能直接贯穿整个坝基，故而极易出现渗漏、裂缝以及碎裂等问题，有必要采用针对性的方案予以解决。

1.2软弱夹层问题

对于大坝基础的软弱夹层，由于力学参数大大降低、抗剪强度以及变形模量等均处于较低值范围，使得水利大坝与其周边的岩体之间存在较为明显的偏差。通常这样的情况极有可能使得整个坝基的抗压强度大大降低，影响整个大坝工程质量。

1.3岩体错位问题

实际大多数水利大坝施工项目坝基岩体均能达到相关要求，而由于大坝的形变模量要远远低于其它的岩体，如若此时在大坝两侧的拱座的岩体内存在较多的软弱夹层，则可能导致两侧的岩体逐渐出现错位情况。该问题得不到有效解决，极有可能影响整个工程质量，为后期交付使用留下重大安全隐患。

2.应对措施分析

2.1基础处理

目前大坝的基础开挖处理通常选择台阶式开挖模式，实际台阶的宽度以及高度设计主要依据实际坝体的抗滑安全情况所决定。为了确保大坝的实际开挖效果和设计要求相符合，在工程设计流程中可以将坝基面做一定角度的倾斜，从而有利于坝基始终处于最佳状态。对大坝基坑进行开挖时，假设大坝两侧高程坝段过高，则可以依据基岩作业要求对河床进行优化，例如工程施工中裂缝以及间隙夹层问题可能会导致大坝基面进一步被风化。因此在工程建设初期应当预先对建坝区域的岩体特性、岩体的完整情况以及坝基岩体风化厚度等进行有效勘测。河床的溢流坝段，在建基面开挖高程尽可能保持在合理范围内，此外还应当逐渐加大坝基两侧挡水坝段间距。

对于一些存在断层以及软弱夹层等地质问题的坝基，在进行基础处理时应当依据现场实际情况制定有效策略进行处理。通常采用掏沙以及利塞等方式进行处理。对断层进行开挖过程中务必延伸到坝外侧3-4公分处。采用掏砂方式对软弱夹层进行处理时，可以将深度控制在软弱夹层的1.5倍左右，此外对于夹层的交界处以及夹层密布位置应当进行着重处理。

2.2渗漏处理办法

针对坝基渗漏问题，第一步应当依据坝基的消力池构成与稳定情况针对性的制定有效处理方案，进一步缓解渗漏以及渗透系数，保证软弱夹层的可靠性与稳定性。在河床泄流过程中，往往水头位置比较高、高程相对较小且抗浮稳定性比较低，因此给整个工程的设计带来一定的困难。依据不同水利项目的特性，通常可以采用封闭帷幕抽水、常规帷幕抽排等方案。相较于其它方案，封闭帷幕抽排的方式可以有效减缓对地基的扬压力，进一步提升整个坝基的可靠性。

防渗漏帷幕是目前应用较为普遍的排水手段。施工现场安置防渗漏帷幕过程中，可以将其安置在坝基上游基础的灌浆廊道内。随着两侧坝肩与山体空间的不断扩张，到达设计高度水位时停止。对于水垫塘防渗漏帷幕安置过程中，大都采用一字排开的方式，保证其位置位于二道坝基的灌浆廊道内，依据坝基两侧山体的动向逐步扩大，但应当保证防渗线路控制在合理范围内。大都情况下选用单排孔设计的防渗漏帷幕，项目的河床以及右岸等可以随着河流的动向在渗水效果相对较好的位置增加孔。在对防渗帷幕安置时可以选择固结灌浆孔，孔的深度应当保持不低于13米。这样做的目的是为了提升坝基岩体的整个抗渗透性能。在帷幕灌浆过程中，孔的形状大多是垂直孔，孔与孔之间的距离控制在2米左右即可。大量研究表明，针对一些河床以及右岸渗水性能较好，而其它区域渗水性能较低的区域，可以选择悬挂式防渗帷幕。通常坝基的帷幕需要在30米以上，深度则应当高于16米。在防渗帷幕施工期间，应当采用有效手段，灌浆流程中依据各个孔段实际情况，选择合适的孔内循环灌浆与分段钻灌方式。而在灌浆材料的选择上，则以525常规硅酸盐为宜，在帷幕表层的灌浆过程中，应当保持灌浆压力在1.5倍左右。

对于水利大坝工程，基础排水是其重要组成部分。科学合理的基础排水设计可以有效减缓整个大坝基础所承受的扬压力。为了使得整个坝基的扬压力控制在合理范围内，可以将基础的排水孔安置在防渗帷幕后側，此外也可以在水垫塘周边安置一封闭的排水孔。在整个相对封闭的抽排空间内，可以在其纵向以及横向位置各安置三排辅助排水孔，进一步提升封闭排水作用。此外，在对排水孔进行设计时，应当时刻关注相关参数波动情况，孔径的设计一90-113毫米为宜;孔之间的间距控制在3米左右为宜，采用斜孔方式。而对于辅助排水孔则尽可能选择垂直孔形式，核心排水孔的深度应当依据帷幕深度进行科学设计。通过对坝基渗流等相关参数的计算与分析可以得到当前坝基软弱夹层的抗渗能力。因此实际在对排水孔进行作业时，应当尽可能规避软弱夹层，同时应当避免软弱夹层的渗透。

2.3基岩预应力拉锚

无论坝基基岩是否具备规则的形状、是否存在断裂情况，长期受到水压的作用势必会存在一定的形变可能。为了避免该形变可能对整个大坝造成的不利影响，通常可以选用钢筋对大坝进行进一步的加固处理。主要内容为，对基岩进行钻孔至一定深度，随后将钢丝、钢筋以及钢索等插入其中，并将其两侧分别固定在基岩中。依据设计要求对钢筋进行张拉处理，从而给基岩施加一预应力。此时钢筋的配置与预应力的大小设计，应当充分考量大坝基岩的地质情况、应力变化以及形变等因素。实际往往由于大坝受力面积较宽，为了提升大坝稳定性，务必确保实验结果高于实际情况下的受力值。

3.结束语

随着经济的发展，人们生活质量以及能源需求越来越高。水利大坝的修建可以有效改善人类生存环境，同时为地区供应所需电力能源等奠定基础。为此我国近些年修建了一大批水利大坝项目。大坝基础处理质量直接关系到整个项目品质，此次就大坝基础处理常见的问题进行分析，并就大坝整个施工过程展开讨论，分别对基岩预应力拉锚、渗漏处理办法、基础处理三个部分进行详细分析。实际大坝基础处理存在问题形式复杂繁多，针对不同的问题应当依据大坝实际环境、大坝应用特性等进行综合分析，从而针对性的制定有效处理办法。

参考文献

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