水利工程施工大壩基礎處理問題分析

時間:2022-12-30 04:42:29

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水利工程施工大壩基礎處理問題分析

社會快速發展帶動了國家各行業的進步,對應水利水電工程的發展速度不斷提升,為了保證對應施工質量滿足社會需求,需要加強樞紐大壩施工處理,樞紐大壩工程作為整體工程項目的核心部位,對工程質量、施工效率影響較大,為此,加強樞紐施工的基礎處理控制,是保證大壩使用功能的關鍵。本文針對國內水利工程現狀,進行了大壩基礎問題討論,從技術角度出發進行了大壩基礎處理問題探討。

1.水利工程大壩基礎常見問題分析

針對國內水利工程進行總結分析,總體上看,壩基巖石的強度一般較高,與混凝土重力壩大體具有一致的建設標準,受斷層影響,施工中需要加強質量問題控制,分析如下。第一、軟弱夾層狀況分析,該夾層中,力學性能相對較小,抗剪強度僅為0.23-0.33,變形模量也僅為0.02-0.04GPa。相比于周邊巖體的力學參數,明顯偏低,導致壩基整體抗壓能力較差。第二、壩基滲漏狀況分析,水利工程中,壩基的巖體抗滲效果一般較好,根據當地地質狀況,對F1、F2層需要進行貫穿壩基控制,該環節中裂痕、滲漏問題較為常見,需要引起重視。第三、巖體錯位狀況分析,大壩建設施工中,巖體強度高,但是變形模量小,兩岸的拱座巖體中,軟夾層較多,易發生錯位等質量缺陷。

2.基礎開挖環節分析

水利水電工程項目一般地處偏僻山區,受周邊巖層風化狀態等影響,其結構、斷層面等存在諸多不同,對大壩的穩定性影響較大,尤其是潛在地震區域的壩基選址中需要引起足夠的重視。

2.1開挖方式

大壩基礎開挖一般為臺階式處理控制,其寬度、高度需要綜合壩體的抗滑性能、安全性能分析,為了實現基礎開挖與對應標準匹配,設計中,需要將壩基面進行上斜一定角度,一般為7度,實現壩基的穩定狀態。此外,針對泄洪期間霧化的狀況,為了避免霧化導致的巖石侵蝕,需要進行邊坡開挖施工期間的有效處理,避免后期安全隱患。

2.2開挖高程

基坑開挖環節中,若兩岸高程壩的高度過大,需要根據基巖施工性能等進行河床改進,若間隙夾縫過大、裂痕明顯,會引起后期基面風化。其具體表現為:表面巖層的裂痕加劇、完整性降低。對大壩建筑使用的巖體需要進行合理選擇,如巖體的巖性、完整性、風化厚度等等。針對河床溢流壩區間而言,需要在開挖高層上進行高度控制,一般為65m左右,對兩岸擋水壩的距離需要進行增加提升。

2.3地質缺陷問題分析

壩基施工中,斷層、軟夾層狀況較多,處理時,需要根據實際狀況進行對應分析,一般借助掏挖處理。斷層開挖中,需要延伸至壩體外界3-4m。對軟弱夾層進行掏挖作業中,需要將深度進行合理控制,一般深延至軟夾層的1-2倍,針對斷層交匯區、夾層密集區等進行重點監督管理。

3.壩基滲流問題分析

3.1防滲帷幕的設計選取分析

水利工程中,防滲帷幕為較為常見的排水設置,一般將將其置于壩基上游灌漿位廊道位置處,需要與壩肩、山體進行合理的順延方向控制,達到合理蓄水位、地下水水位交接145m處時停止,一般帷幕長度為549m。帷幕施工中,需要保證排列形式為“一”字形,其位置處于二道壩基的灌漿廊道處較為合理,可根據山體走向進行擴大延續,長度為30m左右,且需要控制防滲總長在295m之內。水利施工中,防滲帷幕的設計原則分析如下:河床壩基位置透水率應為q2Lu,壩肩、山體和水墊塘透水率應為q4Lu。一般情況下,工程的防滲帷幕為單排孔的形式,河床、右岸需要保證沿著河流的方向進行孔的定位,借助固結灌漿法進行防滲帷幕施工,孔深一般不低于13m,其原因在于提高壩基巖體的抗滲效果。灌漿操作中,孔多為垂直方向設置,間距2m。根據國內水利工程項目的總結分析發現,河床、右岸一般具有良好的透水性能,其他部位的透水性一般。為此,可借助懸掛法進行防滲施工,壩基帷幕需要在30m以上較為合適,且封閉帷幕深度不低于16m。施工處理中,需要根據實際狀況進行灌漿的孔段設置,采取對應的孔內循環灌注、分段鉆灌的方法控制。漿材等需要保證型號規格滿足施工要求,一般選525號普通硅酸鹽水泥進行帷幕施工,表層施工中,灌漿壓力一般為1-2倍普通部位的數值。

3.2基礎排水的設置分析

水利施工中,大壩的基礎排孔作用較大,是降低壩基揚壓力的關鍵設置。為了滿足壩基揚壓力需要,一般基礎排水孔需要設置在帷幕后,根據水墊塘狀況、附件形式等進行封閉排水孔處理。封閉抽排設置區域內,一般縱橫設置3排排水孔,保證封閉排水效果良好。設計排水口時,需要根據參數變化進行處理:孔徑范圍為90~113mm,孔距3m,斜孔角度為75°。輔助排水孔的設置中,一般為垂直設計,對應孔深根據帷幕的60%左右進行改動處理,封閉排水孔深度為12m,輔助孔深9米。壩基的滲流處理中,分析后發現對應軟弱夾層的抗滲破壞力較低,臨界滲透比不超過6.2。因此排水孔的設置中,一般需要進行軟夾層的避讓處理,防止滲漏狀況的發生。3.3設計方案的選取壩基滲漏問題對整體工程項目的危害較高,需要引起足夠的重視,設計中,根據壩基消力池穩定性進行方案設計,對滲漏量、滲漏系數等進行合理選取,實現軟弱夾層的合理控制。河床滲流的特點如下:高處低、穩定性差、水頭高,導致設計工作的難度較大。針對水利工程狀況,排水方案的選取較為關鍵。

4.特殊地基的新工藝分析

水利工程的特殊性、重要性增加了大壩的施工難度,為了保證施工質量、安全施工等要求,需要對大壩的施工工藝進行全面掌控,水利工程地域廣、分布范圍大,加強對特殊地基的研發討論,實現特殊地基的新工藝控制具有重大價值,具體分析如下。

4.1強透水層的防滲分析

水利工程中,其地基施工中的強透水層包含礫石、卵石,需要進行開挖清除處理,接著進行混凝土、黏土的置換操作,填充后形成截水墻。其次,借助沖擊鉆進行大孔徑孔的鉆取,填充黏土、混凝土后進行防滲墻的建立,還可以借助高壓噴射灌漿的方法施工,對應建筑處水泥防滲墻。

4.2可液化土層的分析

水利工程中,大壩的地基施工常見可液化土層的狀況,其處理方法分析如下:第一、分層振搗,保證壓實性良好;第二、對科夜話土層進行立砂井、灰土樁設置;第三、開挖后填充高強度的物質;第四、對混凝土進行可液化土層的封閉施工。

4.3軟弱夾層的處理分析

軟土夾層主要特點:含水率高、透水性差。導致水利工程中該基礎土層中含水率甚至高達70%,抗剪強度較低,其處理方法總結如表1所示。

4.4壩基涌泉狀況處理控制方法分析

對于現代水利工程而言,壩基涌泉的危害較高,土壩受管涌狀況影響,導致壩體自身穩定性下降,對應混凝土澆筑較為關鍵,一般借助能排則排、能堵則堵的方法進行控制。

5.結語

為了保證社會穩定性、經濟穩定增長,需要加強水利工程相關項目的重點建設,水利工程的大壩基礎處理環節中,根據工程自身狀況、當地土質條件等,對壩基進行滲壓、滲流的合理監測,根據監測參數進行對應組織處理,工程實踐經驗表明,封閉式抽水排水在降壓排滲處理中效果良好,可提高壩基的控制效果,對水利工程的合理開展意義重大。

作者:楊萬清 單位:新疆新淼建設工程有限公司霍城縣分公司