水利樞紐大壩基礎處理設計

□高 平

（江西省建洪工程監理咨詢有限公司）

1 水利樞紐大壩基礎處理技術的基本概述

1.1 固結灌漿技術

固結灌漿處理技術是現階段水利大壩地基處理作業的常用技術手段，與其它基礎處理技術相比，將其應用到工程施工作業中不僅有助于提高基巖彈性和整體性，與此同時在增加地基抗壓和抗剪強度等方面也發揮了重要作用，在具體應用過程中灌漿材料、施工時間的把控以及施工工序對技術應用成效具有直接影響。

固結灌漿技術在應用過程中，為保障技術應用效益的最大化發揮，施工人員需嚴格按照從上至下的循環方向，利用孔內循環分段將漿液灌注到鉆孔位置，以此來提高工程整體質量，增強基巖抗壓強度。就目前來看近年來隨著工程施工作業的不斷推進，大壩碾壓高度也在不斷提高，在技術應用時施工人員還需參照大壩碾壓高度對固結灌漿孔位置進行自動調節，并且在進行鉆孔作業時還要注意鉆孔的平穩推進，由此將孔深以及鉆孔傾斜度控制在可控范圍內，為最終灌注作業目標的達成奠定良好基礎。

1.2 帷幕灌漿技術

在水利大壩基礎處理過程中，帷幕灌漿也是現階段施工單位常用的一種處理技術，簡單來講這項技術其實就是通過將漿液注入到孔距合理的鉆孔中，從而讓注漿體彼此之間相互搭接，形成一道類似帷幕的混凝土防滲墻，以此來達到防滲、提高基巖強度的目的。與固結灌漿處理技術相比，帷幕灌漿處理技術的應用具有一定的適應性，即它可用于任何基礎處理中，并且能起到良好的應用效果，最終為預期施工作業目標的實現打下了堅實基礎。

在帷幕灌漿處理技術應用過程中，其主要采用全孔分段灌漿，具體而言其施工作業工序為“鉆進——清洗鉆孔——壓水試驗——灌漿”。在進行鉆孔過程中，其孔徑和孔位的合理性與否，在很大程度上對工程整體施工質量和施工效率具有重要影響，是基礎施工作業的關鍵環節，為此在進行鉆孔時，一方面基層產業機構的相關工作人員需采用自下而上的施工方法，在基巖上設置下游和上游兩排帷幕孔，并將鉆孔孔徑和終孔孔徑分別控制在90 mm以內以及55 mm以外，以此來保障注漿體的有效連接，最終為預期施工作業目標的達成創造良好條件，此外為確保灌漿質量，工作人員在漿體灌注前需全面檢查鉆孔，在保證灌漿孔間相互連通且沒有質量問題的基礎上，進行灌注作業。

1.3 地基置換技術

“地基置換”顧名思義，簡單來講就是通過用好的地基替換不良地基，以此來提高工程施工質量的一種基礎處理技術，與固結灌漿和帷幕灌漿相比，地基置換具有可操控性強，施工成本低的顯著優勢，是現階段水利樞紐大壩基礎處理過程中最常用的一種處理技術，但不可否認的是這種技術在應用時只是提高了地基承載力、穩定能力以及抗壓性能，但對水利大壩本身的基礎應變能力所起到的作用微乎其微。

2 水利樞紐大壩基礎處理設計的基本概述

2.1 基巖固結灌漿加固設計

在工程施工作業過程中，基巖本身的抗壓性對于工程整體施工質量和施工效率有著直接影響，但由于大壩基礎的使用環境是在水下，因此基礎質量問題的發生率相對較高，在損害企業經濟效益和社會效益的同時，也給人們的生命財產埋下了巨大安全隱患，故此為強化大壩基巖的使用性能、增強混凝土淺層基巖的防滲能力，在固結灌漿加固設計時，相關單位需做好如下工作：其一，固結灌漿布置原則：由于大壩基礎長時間受到水力的推動和侵蝕，水利大壩在使用過程中也由此會發生一系列不良問題，而為從根本上有效解決上述問題，在進行基礎設計過程中，設計單位工作人員需重點考慮水利樞紐工程在使用過程中，大壩基礎應力和側應力情況，從而在施工過程中優化調整灌漿施工作業量來提高基巖抗性，對于側應力較大的需要擴大固結灌漿作業，但最大的范圍也許控制在30 m 之內；其二，固結灌漿加固標準：在進行固結灌漿處理過程中，加固標準的合理性、科學性與否，對工程施工作業質量和作業效率而言具有重要影響。就目前來看，隨著水利樞紐工程規模和數量的持續增加，為切實保障各項工程施工作業落實到位，施工單位需根據不同的工程實況，制定合適的加固標準。對于固結灌漿部位存在缺陷的，通常而言施工單位在進行加固處理時，需擴大加固處理范圍，并將重力墩控制在約20 m，河床壩段控制在約12 m；其三，混凝土攪拌標準：作為大壩基礎處理的重要原料，混凝土質量對于工程加固作業質量和作業效率而言也具有重要影響，因此在加固作業處理過程中，保證混凝土攪拌工作落實到位，也是新階段推動企業可持續發展的重要戰略基礎。在進行混凝土攪拌過程中，工作人員需嚴格按照配比要求以及攪拌時間，對混凝土進行攪拌處理，并且只有當混凝土使用標準達到基巖加固作業要求的基礎后，方可進行施工，其中普通水泥或者是大壩硅酸鹽水泥是現階段基巖加固的主要水泥類型。

2.2 基礎排水的設計

由于水利大壩基礎長時間與水一直貼合在一定，因此滲漏問題的發生率相對較高，長此以往在降低工程整體質量和效率的同時，也給人們的生命財產埋下了巨大安全隱患，因此在基礎處理設計中，確保基礎排水設計的科學性、合理性和有效性，是現階段提高確保水利工程使用效益最大化發揮的重要基礎。

對水利大壩基礎進行排水設計，其實就是在內部進行排水，因此在內部設計封閉式抽排結構用于基礎排水，在降低墊塘和泄洪壩段揚壓力的同時，也切實保障了大壩基礎的安全性和穩定性。就目前來看，雖然根據國家相關規定，墊塘和泄洪壩段揚壓力需控制在0.40 以內，但為了安全考慮，0.25 成為了當前水壩基礎是否設置基礎排水設計的重要衡量標準，具體而言就是倘若水壩墊塘和泄洪壩段的揚壓力＜0.25，則無需進行基礎排水設計，反之則需要進行排水設計，其基礎排水設計圖如圖1。

圖1 大壩基礎排水設計圖

作為大壩基礎排水的重要組成部分，排水孔根據功能和特點的不同，可分為輔助性排水孔、封閉性排水孔和主排水孔，在進行設計時，為確保后期工程使用效益的最大化發揮，主排水孔與封閉性排水孔要設在墊塘U型區域和主帷幕后方，至于封閉抽排區域則設置輔助性排水孔，此外設置角度對于排水孔的使用效益具有直接影響，為此主排水孔與封閉性排水孔設置時要將傾斜角度控制在75°之內，至于輔助性排水孔則是垂直在封閉抽排區域。

3 結語

簡而言之，在當前水利樞紐工程建設規模和數量持續增加的新產業時代背景下，地基處理作業是否落實到位，對工程整體施工質量和后期工程運行效益而言具有重要影響，因此在大壩基礎處理技術應用和處理作業設計時，施工單位工作人員需嚴格按照工程標準進行作業。