分析水利水電大壩工程基礎的處理設計

摘 要：針對水利水電大壩工程基礎部分的處理，做了簡單的論述。此類工程作業中，基礎處理的效果，直接影響著工程建設的整體質量，因此需要做好嚴格的把控。現結合具體實踐，總結基礎處理設計要點，提出了相應的策略，共享給行業人員。

關鍵詞：水利水電；大壩工程；基礎處理；設計要點

中圖分類號：TV223 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）17-0126-02

前 言

現階段，國家經濟增速發展，帶動著基礎設施工程建設。在工農業生產領域中，水利水電大壩發揮著重要的作用。因為作業環境復雜，對施工作業的質量，有著更高的要求。尤其是工程基礎部分，其長期處于水面以下，極易受到水浸潤以及侵蝕的影響，出現各類問題。如果質量不達標，則極易造成質量事故。基于此，強化此課題的分析，提出基礎設計有效措施，有著重要的意義。

1 水利水電大壩工程基礎處理特點

對水利水電大壩工程，其基礎部分，采取處理措施，能夠提升基礎部分的質量。此項工作具有以下特點：①危險因素多。由于大壩工程施工條件較差，地質結構復雜，因此未知因素較多，難以輕易確定，實現理論控制。基于此，做好基礎把控，有著重要意義。若基礎設計缺乏科學性和準確性，會增加工大壩工程危險系數，極易造成安全事故或者自然災害。②大壩工程技術復雜。大壩工程投入使用后，受到地質環境的影響，使得大壩下部極易受到影響。基于此，開展施工作業前，要做好施工現場勘探，必要時要做好現場試驗檢測。③大壩工程質量評估難度大。由于大壩基礎部分為隱蔽工程，因此工程收工后，質量評估以及檢驗的難度較大。工程質量如何，需要從其運行情況來說，但是若運行階段地基基礎出現質量問題，再進行返修，工作難度較大。基于此，要做好基礎處理設計質量的把控。

2 水利水電大壩工程基礎處理設計實例分析

2.1 案例概述

以某工程為例，設計庫容為1.03億m3，具有防洪功能、灌溉功能、發電功能、水產養殖功能，同時為附近多個城鎮，提供生產和生活用電，并且提供生產生活用水。建設內容主要包括主壩、副壩、發電站以及溢洪道等，水壩設計為混凝土重力壩，設置在河谷出口位置，整體長度為235m，高度為45.6m。通過對地質條件進行勘查分析，發現巖體滲水性較大，極有可能存在軟弱夾層，抗剪強度低，難以達到基礎穩定性以及可靠性的要求，因此要做好基礎處理設計工作。

2.2 大壩工程基礎處理設計

2.2.1 基巖加固

因為壩基所在巖層位置的承載力差，基礎部分的穩固性以及承載力較差，要對其進行加固處理。采取固結灌漿法，對基巖進行加固處理，增強基巖強度，改善防滲性能。為保證操作的質量，要從各方面入手，做好固結灌漿分析以及設計。此工程設計中，固結灌漿處理范圍把控在15～25m范圍內。結合壩基應力實際情況，明確各個位置的固結灌漿處理深度，具體如下：①河床段處理深度控制為7～9m；②兩岸拱座部分處理深度為8～11m；③對于部分地質缺陷的壩段，處理深度控制為10～15m范圍。

2.2.2 開挖方式

對于大壩工程基礎部分的處理，通常采取臺階式開挖作業方法。考慮到臺階的高度以及寬度，極大程度上受大壩壩體穩定性以及抗滑安全性等因素的影響。開展基礎處理設計時，要保證臺階寬度處于合理范圍內，要比壩底寬50%左右，并且相鄰臺階的高度差，其不能大于10m。為確保壩體的穩定性以及應力平衡，要適當調整壩基面，使其向上游傾斜7°。對于邊坡高度，結合具體情況，設計為60m，以10m為間距，并且在各級邊坡面上布置錨索，做好保護措施[1]。

2.2.3 基面處理

經過地質勘查作業，發現在基面局部位置，存在著斷層以及軟弱夾層等地質問題，要采取相應的措施，保證大壩工程基礎部分施工質量。對于大壩工程存在的斷層以及溶洞等問題，采取混凝土灌注作業法。先開展清理作業，再使用混凝土，開展灌注回填作業，為大壩工程基礎施工作業，提供相對較好的地質條件。對大壩工程軟弱夾層，采取掏挖的方法處理，把掏挖深度把控在夾層寬度1.5倍左右，深挖作業時，對于夾層密集區域、交匯位置，要采取可靠處理措施。

2.2.4 其他處理

開展水利水電大壩工程基礎施工作業，若出現鉆孔遺漏，極有可能會影響大壩工程基礎整體的穩定性。基于此，要做好平洞以及鉆孔清理、回填工作。在設計時，要做好深度勘探，確定平洞和鉆孔直徑以及深度等，保證基礎處理的有效性。若有必要，要做好拱座應力分布分析，運用有限元計算法，合理調整平洞清理以及回填，確保基礎處理的效果[2]。

3 水利水電大壩工程基礎處理設計策略總結

3.1 合理選擇地基處理技術方法

在水利水電大壩工程中，對于基礎處理，要合理選擇地基處理技術方法。目前，基礎處理常用方法如下：①固結灌漿。一般來說，壩基固結灌漿施工作業，多采取孔內循環分段式灌漿方法，從上向下循環。在施工作業中，依據河床的上下游河段，開展施工作業。作業時大壩碾壓高度會不斷提高，因此要做好固結灌漿孔施工質量的把控，保證施工作業的安全性和穩定性。②帷幕灌漿。運用帷幕灌漿施工工藝，開展基礎處理，鉆孔部分是核心，因此要做好施工質量的嚴格把控。鉆孔孔徑不可以大于91mm，終孔孔徑必須大于56mm。使用專用設備，檢測帷幕灌漿鉆孔的傾斜程度，檢測間距把控在5～10m范圍內，孔斜要控制在合理范圍內。③地基置換。對于水利水電大壩工程，在施工建設時，需要進行地基置換。為確保大壩結構運行的穩定性，必須要在相應的條件下，適當拓寬置換寬度。在選擇地基處理方法時，要結合具體情況來選擇，保證工程處理效果[3]。

3.2 合理選擇基礎開挖方式

在進行水利水電大壩工程基礎處理設計時，要結合工程具體情況，來選擇基礎開挖方式。嚴格按照相關規定，控制臺階的高度以及寬度，保證基礎開挖能夠達到工程相關標準。對壩基面，要做好上斜角的把控。一般來說，對于基面的上斜角的把控，要控制在7°左右，進而保證壩體的穩定性和安全性。在設計中，要明確各類施工要求，保證壩體自身的穩定性得以有效控制，保證大壩安全建設。在具體設計時，設計人員必須要堅持從實際出發的原則，做好開挖要點的把控，保證開挖設計的合理性。除此之外，要確定開挖高度。開展基坑開挖作業，要做好高程壩高度的測量以及把控，積極改進河床，避免大壩基礎受到風因素的影響。基坑的工程建設工作中，施工單位需要對巖體進行深入分析與選擇，切實保證巖體與實際施工建設的需求標準相一致，從而防止大壩穩定性的安全性得不到相應保證[4]。

3.3 基滲流控制

在設計中，對于基滲流控制，要從以下方面入手：①設置防滲帷幕。水利水電大壩工程中，采取防滲帷幕的方式，能夠獲得不錯的效果。設計時要從實際出發，嚴格按照設計規范，做好防滲帷幕各項參數的合理把控，保證其作用充分發揮。②設置基礎排水。水利水電大壩中的壩基，其設置的排水孔，能夠實現壩基揚壓力的有效控制。對于排水孔的設置，可在防滲帷幕后，設置基礎排水孔。選擇水墊塘附件上，布置排水孔，并且要做好技術參數的把控，對于孔距設計為3m，對于孔徑設計為90～113mm范圍。通過強化設計，保證設計成果的質量[5]。

4 結束語

綜上所述，水利水電大壩工程基礎處理設計，要嚴格按照設計規范，做好全面的把控。在設計時，合理選擇地基處理技術方法，合理選擇基礎開挖方式，強化基滲流控制。通過強化基礎設計，保證設計方案的質量。

參考文獻

[1]姚 亮.水利水電大壩工程基礎的處理設計問題分析[J].建筑工程技術與設計，2016（21）.

[2]李長生，羅代勇.水利水電大壩工程基礎處理設計問題[J].中外交流，2017（36）.

[3]時永強.水利工程施工中大壩基礎處理問題分析[J].環球市場，2017（26）.

[4]劉曉敏.水利樞紐大壩基礎處理設計分析[J].科技創新與應用，2016（10）：198.

[5]楊萬清.水利工程施工中大壩基礎處理問題分析[J].珠江水運，2016（21）：84～85.

收稿日期：2018-5-15

作者簡介：李玉璋（1961-），男，工程師，大專，主要從事水利水電工程設計工作。