水利工程大壩基礎處理的施工工藝探討

申亞蘭，王 琪

（湖南省岳陽水文水資源勘測局，湖南 岳陽 414000）

1 水利水電工程大壩地基分析

水利工程的大壩建設時所處的地質環境往往比較復雜，如果遇到不良地基并且處置不當，就會對大壩本身的質量造成十分嚴重的影響，其主要表現有以下幾個方面：①由于惡劣的地基條件造成的抗滑結構面的強度低，承受壓力的指標低于設計要求，致使無法滿足建筑物的抗滑性和穩定性的要求。②由于土層較軟或強度分布不均，無法承受上部建筑物的壓力而產生嚴重的不均勻沉降，從而嚴重影響工程質量。③大壩地基屬于礫石層、構造碎帶等透水性比較好的地質構造，一旦處置不當就會產生比較嚴重的透水、滲透，從而引發質量問題。

2 壩基巖層的選擇與基礎處理工藝

（1）壩基巖層的選擇。由于水利工程大多位于山區，因此大壩大多建筑在巖體上，地基巖體不可避免地要受到各種風化影響，當巖性相近、巖層的形成時間大致相同時，巖體風化程度和不同風化帶的厚度就具有一定的對應性。此外，巖體中經常會存在大的斷層或結構面，這些構造不僅會對大壩的穩定性造成較大影響，同時還是潛在地震的發震帶，對于這些問題，在壩基選址前，必須評價其對建壩的影響。

（2）壩基巖層斷層的處理。①重力壩的斷層。重力壩的斷層通常挖至適當的深度回填混凝土塞的方法來處理。回填混凝土后還要在周邊的基巖中進行灌漿處理。②大壩上下游方向的斷層。當各壩段的壩基抗剪摩擦安全系數不足時需要設置混凝土塞來彌補抗滑力的不足。當壩基底面雖有斷層但是基巖具有足夠的抗剪強度時，可不必設置混凝土塞。所以通常大壩上下游方向有斷層時，應該按穩定計算不需要混凝土塞。③平行壩軸線方向的斷層。對于橫穿河流的斷層的能夠用混凝土塞加固，其深度需要綜合壩高、軟弱巖層的位置、壩體混凝土或基巖和軟弱巖層間的變形程度的比值等條件綜合分析確定。此外使軟弱巖層的規模較小，也要求混凝土塞有相當大的深度，尤其是當軟弱巖層與壩軸線斜交時，要加大各壩段的底面面積，以保證所規定的抗剪摩擦安全系數。

3 一些特殊地基的處理新工藝

（1）強透水層的防滲處理。一是對于強透水層的礫石、卵石和砂進行開挖清除，然后利用混凝土及粘土進行填充，建造截水墻。二是采用沖擊鉆造出大口徑的孔，填充粘土或混凝土建成防滲墻。三是使用高壓噴射灌漿的手段建造水泥防滲墻。

（2）可液化土層處理。對于可液化土層的常用處理方法有：①分層振動壓實。②在可液化土層設立砂井、灰土樁或者砂樁。③開挖清除后充填強度更高的材料。④在可液化土層周圍用混凝土封閉。

（3）軟弱夾層基礎的處理。軟土基礎的特點是含水量高但是透水性差，這種基礎土層一般情況下純含水量能夠達到50%到70%，因此低抗剪強度較低，對軟地基的處理方法如表1所示。

（4）深覆蓋層的處理。深覆蓋層的常用處理方法有：①擴大基礎；②設置混泥土截水墻；③強夯法；④摩擦樁或沉重樁；⑤壩前鋪蓋防滲。

（5）壩基涌泉的處理。壩基涌泉會使得土壩由于管涌流土降低壩身穩定性。同時給混凝土澆筑帶來麻煩，處理時一般采用能排則排、能堵則堵的處理原則。

圖1 混凝土防滲墻示意圖

4 結語

由于水利工程所處的特殊地理位置使得大壩的基礎大多處于十分復雜的地質環境中，因此大壩施工過程中的工程質量控制十分困難。在大壩建設的各道工序里，基礎施工對于保證大壩的整體質量具有十分重要的作用。本文主要對大壩基礎處理施工的一些相關問題進行了研究，并簡要介紹了近年來在大壩基礎處理時創新的一些工藝和方法。