深基坑技術(shù)在大型水電站堰基中的應(yīng)用研究

龍振

中國(guó)水電一局有限公司

深基坑技術(shù)在大型水電站堰基中的應(yīng)用研究

龍振

中國(guó)水電一局有限公司

在當(dāng)前我國(guó)水利行業(yè)發(fā)展的過(guò)程中，人們?cè)缫呀?jīng)將深基坑技術(shù)應(yīng)用到大型水電站建設(shè)施工當(dāng)中，這樣不僅使得大型水電站結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和可靠性得到進(jìn)一步的提高，還使其壩體結(jié)構(gòu)在使用的過(guò)程中，不會(huì)受到外界環(huán)境因素的影響，而出現(xiàn)相應(yīng)的質(zhì)量問(wèn)題。本文通過(guò)水利工程施工中深基坑技術(shù)的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行簡(jiǎn)要的介紹，討論了深基坑技術(shù)在大型水電站堰基中的實(shí)際應(yīng)用，以供參考。

深基礎(chǔ)技術(shù)；地下連續(xù)墻；大型水電站；應(yīng)用分析

目前在我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的過(guò)程中，水利工程的建設(shè)施工有著十分重要的意義，它不僅有利于對(duì)水資源的合理調(diào)配，還保障了社會(huì)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的穩(wěn)定性。而且隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們也將許多先進(jìn)的施工技術(shù)、材料和設(shè)備應(yīng)用到水利工程施工當(dāng)中，這就使得我國(guó)的水利工程施工水平得到進(jìn)一步的提升。但是，在大型水電站施工的過(guò)程中，其堰基結(jié)構(gòu)的處理問(wèn)題一直是人們關(guān)注的焦點(diǎn)，我們保障堰基施工的質(zhì)量，提高整個(gè)大型水電站結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，我們就要將一些可靠、可行的施工方案應(yīng)用到其中。下面我們就對(duì)深基坑技術(shù)在大型水電站堰基中的實(shí)際應(yīng)用情況進(jìn)行簡(jiǎn)要的介紹。

一、工程實(shí)例

1.工程地質(zhì)條件

在某大型水電站工程中，其縱向圍堰大壩結(jié)構(gòu)是采用的重力式混凝土結(jié)構(gòu)，其中堰基覆蓋層的厚度達(dá)到了50m。而我們?cè)趯?duì)其進(jìn)行擋水設(shè)計(jì)的過(guò)程中，一般都是根據(jù)擋水設(shè)計(jì)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)對(duì)其擋水水位進(jìn)行設(shè)計(jì)。在該大型水電工程中，設(shè)計(jì)人員就根據(jù)工程施工的實(shí)際情況和相關(guān)要求，將其擋水水位設(shè)置為303．6m，防洪水位高度為306．0m。

2.施工方案

為了使得大型水電站工程施工質(zhì)量得到進(jìn)一步的保障，施工單位在對(duì)其進(jìn)行施工的過(guò)程中，就要大型水電站結(jié)構(gòu)施工方案的合理性、可靠性以及可行性進(jìn)行要個(gè)的要求。在該工程項(xiàng)目施工的過(guò)程中，人們?yōu)榱耸沟盟娬镜难呋Y(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性得到進(jìn)一步的提升，人們就將采用地下連續(xù)墻圍堰壩基深厚覆蓋層施工的方法來(lái)對(duì)其進(jìn)行處理，從而對(duì)堰基擋土墻的寬度和深度進(jìn)行有效的控制。

二、關(guān)鍵性工藝技術(shù)分析

近年來(lái)隨著時(shí)代的不斷進(jìn)步，人們也將許多先進(jìn)的施工技術(shù)、施工材料和施工設(shè)備應(yīng)用到工程施工中。其中地下連續(xù)墻施工技術(shù)作為一種比較完善的支護(hù)工藝，因此我們?cè)趯?duì)其進(jìn)行施工的過(guò)程中，我們就要根據(jù)工程施工的實(shí)際情況和相關(guān)要求，來(lái)對(duì)其進(jìn)行施工處理，從而使得工程項(xiàng)目施工的質(zhì)量得到進(jìn)一步的保障。而在大型水電站堰基施工的過(guò)程中，雖然其壩體施工工序并不發(fā)展，但是人們對(duì)其施工工藝的要求很高，因此為了使得大型水電站堰基結(jié)構(gòu)的質(zhì)量得到有效的保障，從而使得圍堰結(jié)構(gòu)的整體性和穩(wěn)定性得到進(jìn)一步的提高。為此，我們?cè)趯?duì)其進(jìn)行施工的過(guò)程中，就要對(duì)其一些關(guān)鍵性施工工藝進(jìn)行嚴(yán)格的控制管理。

1.嵌巖地下連續(xù)墻技術(shù)

由于地連墻是取代沉井的位置而設(shè)置于覆蓋層中，而壩體、沉井一般需座落于基巖，因此為保證基坑開(kāi)挖的穩(wěn)定性，地連墻必須嵌入巖層一定深度。嵌巖地連墻技術(shù)，最初源于大壩的防滲墻工藝，但兩者的要求有所不同，其在國(guó)內(nèi)的基坑施工中已有一定程度的應(yīng)用，可在如此深度的土層中采用還為數(shù)不多。嵌巖成槽是其中的關(guān)鍵技術(shù)，包括成槽設(shè)備的選擇和成槽工藝的改進(jìn)。結(jié)合國(guó)內(nèi)設(shè)備使用情況，可采用利勃海爾HS 843型鋼絲繩抓斗和CZF1200型沖擊反循環(huán)鉆機(jī)聯(lián)合作業(yè)，或采用BC25雙輪銑槽機(jī)配合錐形牙齒的銑輪。另外，施工時(shí)應(yīng)注意成槽“小墻”(鉆孔之問(wèn)的殘留部分)的處理，以及地連墻底與基層脫離的槽底沉渣問(wèn)題的解決。目前，有人曾做過(guò)嵌巖地連墻的模型試驗(yàn)研究，此技術(shù)在一些大型工程中也已有成功的應(yīng)用，能給本方案的實(shí)施提供有益的經(jīng)驗(yàn)和指導(dǎo)，

2.超深基坑開(kāi)挖施工技術(shù)

本施工方案中基坑開(kāi)挖深度接近50m，為超深基坑，其施工具有較高的難度。深基坑開(kāi)挖施工的關(guān)鍵技術(shù)在于內(nèi)支撐的布置和土方開(kāi)挖的控制。由于本方案基坑平面尺寸23m-X18．5m相對(duì)較小且形狀規(guī)則，使得內(nèi)支撐的選型和設(shè)置較易，并能較好的控制地連墻體的變形；而隨著信息化施工技術(shù)在基坑工程中的廣泛應(yīng)用，詳盡的施工監(jiān)測(cè)能夠及時(shí)地反演分析支護(hù)結(jié)構(gòu)受力、動(dòng)態(tài)地控制開(kāi)挖區(qū)域和速度、調(diào)整內(nèi)支撐的位置以適應(yīng)顯著的時(shí)空效應(yīng)，使得對(duì)土方開(kāi)挖的控制精度大為提高。目前，國(guó)內(nèi)已有許多超深基坑施工的工程實(shí)例，其施工理論與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)都可作為本方案的借鑒與參考。

3.地連墻與后澆壩體連接技術(shù)

基坑內(nèi)填充完混凝土、組成擋土墻之后，需要開(kāi)挖上游側(cè)的覆蓋層并澆筑圍堰壩體，而擋土墻則作為壩體的一部分。為保證壩體的整體性和受力的均勻性，地連墻外表面應(yīng)跟后澆的壩體充分連接。此類(lèi)連接關(guān)鍵在于設(shè)計(jì)時(shí)適當(dāng)?shù)卦诘剡B墻內(nèi)布設(shè)預(yù)埋鋼筋、插筋和鋼筋接駁器等連接構(gòu)件，施工時(shí)細(xì)心地綁扎、搭設(shè)預(yù)埋件，并處理好地連墻外表面與后澆混凝土的接觸連接部位。關(guān)于這一連接技術(shù)可借鑒“兩墻合一”地連墻結(jié)構(gòu)的相關(guān)施工技術(shù)，如：地連墻與圍擦、地下室頂板、底板、中問(wèn)樓板的連接施工。另外，需要將預(yù)埋件固定牢固、調(diào)準(zhǔn)方向，并考慮連接件錯(cuò)位后的植筋補(bǔ)救方法及防水措施等。地連墻與相關(guān)結(jié)構(gòu)的連接施工技術(shù)隨著地下空問(wèn)的不斷開(kāi)發(fā)正趨于完善，對(duì)本方案的連接問(wèn)題有著很好的指導(dǎo)作用。

從以上幾項(xiàng)關(guān)鍵工藝的技術(shù)分析可知，此新型的壩基施工方案在施工技術(shù)上有充分的保證。

三、結(jié)論

1．以嵌巖地連墻為支護(hù)的深基坑技術(shù)完全符合此類(lèi)深厚覆蓋層壩基處理的要求，并有成熟的施工工藝能夠與之配套，解決結(jié)構(gòu)施工中的各項(xiàng)關(guān)鍵問(wèn)題。

2．新方案的整體結(jié)構(gòu)在最不利的工況下，不考慮地連墻的嵌巖作用，壩基面的抗滑穩(wěn)定性、壩趾抗壓強(qiáng)度及壩踵應(yīng)力均滿(mǎn)足規(guī)范要求，并有較大富余。

3．利用三維有限元分析結(jié)構(gòu)的受力變形特征，得出壩體整體結(jié)構(gòu)具有足夠的強(qiáng)度、整體性和均勻性，且滿(mǎn)足混凝土重力壩上游垂直應(yīng)力的控制標(biāo)準(zhǔn)。

4．施工過(guò)程中的余留土石對(duì)結(jié)構(gòu)受力狀況的改善起著很大的作用，應(yīng)謹(jǐn)慎、有效地利用之。

5．經(jīng)綜合研究，初步認(rèn)為本文介紹的新型施工方案具有良好的可行性；為便于推廣應(yīng)用，建議對(duì)其經(jīng)濟(jì)效益做進(jìn)一步地分析。

四、結(jié)束語(yǔ)

總而言之，在當(dāng)前我國(guó)水利工程施工的過(guò)程中，深基坑施工技術(shù)應(yīng)用由于施工工藝簡(jiǎn)便、而且有利于施工成本的控制，因此得到了人們的廣泛應(yīng)用，這不僅使得水利工程的施工質(zhì)量得到有效的保障，還使其效益得到了顯著的增加。不過(guò)，從當(dāng)前我國(guó)水利工程施工的實(shí)際情況來(lái)看，雖然深基坑施工技術(shù)使得水利工程結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和可靠性得到進(jìn)一步的提升，但是由于其應(yīng)用技術(shù)不夠成熟，因此導(dǎo)致人們?cè)谒こ淌┕さ臅r(shí)候，還存在著一定的問(wèn)題，為此我們還要在不斷的實(shí)踐過(guò)程中，來(lái)對(duì)其進(jìn)行完善，從而使其施工質(zhì)量得到進(jìn)一步的提升。

[1]郭征紅,徐偉.深基坑技術(shù)在大型水電站堰基中的應(yīng)用研究[J].巖土工程學(xué)報(bào),2006(S1)

[2]陳水清.大型水電站堰基中深基坑技術(shù)的應(yīng)用分析[J].水利天地,2013-08