水利水電大壩工程基礎(chǔ)處理的重要性及設(shè)計(jì)方法

張麗霞 延安市地下水工作隊(duì)

水利水電大壩工程基礎(chǔ)處理的重要性及設(shè)計(jì)方法

張麗霞 延安市地下水工作隊(duì)

水利水電大壩工程項(xiàng)目的建設(shè)，與我國的水利發(fā)電、民生利益等方面息息相關(guān)，水利水電大壩工程項(xiàng)目的建設(shè)質(zhì)量在一定程度上決定了水利水電能否發(fā)揮出良好的作用。而水利水電大壩工程基礎(chǔ)處理的設(shè)計(jì)作為水利水電大壩工程項(xiàng)目建設(shè)過程中重要的組成部分，因此在設(shè)計(jì)過程中需要注重基礎(chǔ)處理的設(shè)計(jì)質(zhì)量與效果。本文先對(duì)水利水電大壩工程基礎(chǔ)處理的重要性進(jìn)行了論述，并對(duì)其特點(diǎn)、難點(diǎn)進(jìn)行了分析，從而提出了水利水電大壩工程基礎(chǔ)處理設(shè)計(jì)的具體方法。

水利水電 大壩工程 基礎(chǔ)處理 重要性 設(shè)計(jì)方法

一、前言

隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，在一定程度上對(duì)水利水電大壩工程的建設(shè)也提出了更高的要求。而水利水電大壩工程基礎(chǔ)處理作為一項(xiàng)系統(tǒng)而又復(fù)雜的工作，為了能夠有效的保障基礎(chǔ)處理的成效，需要在進(jìn)行具體的設(shè)計(jì)工程中加強(qiáng)其設(shè)計(jì)方法的研究，并且意識(shí)到水利水電大壩工程基礎(chǔ)處理的重要性，從而有助于提高我國水利水電大壩工程基礎(chǔ)處理的設(shè)計(jì)水平。

二、水利水電大壩工程基礎(chǔ)處理的必要性與特點(diǎn)、難點(diǎn)

（一）水利水電大壩工程基礎(chǔ)處理的必要性

水利水電大壩工程基礎(chǔ)處理作為大壩的核心部分，需要在水利水電大壩工程的建設(shè)過程中，有效的保障基礎(chǔ)處理設(shè)計(jì)質(zhì)量，從而能夠滿足于水利水電工程所在的地域的水文條件要求。同時(shí)由于水利水電大壩工程是一項(xiàng)非常重要的工程，不僅對(duì)工程質(zhì)量要求高，而且投資比較大，基礎(chǔ)處理設(shè)計(jì)在一定程度上決定著整個(gè)水利水電大壩工程質(zhì)量，因此，在水利水電大壩工程建設(shè)過程中，加強(qiáng)對(duì)基礎(chǔ)處理的設(shè)計(jì)具有一定的重要性。

（二）水利水電大壩工程基礎(chǔ)處理的特點(diǎn)

1.安全性

在進(jìn)行水利水電大壩工程的建設(shè)過程中，往往會(huì)面對(duì)比較復(fù)雜的地質(zhì)條件與水文環(huán)境，同時(shí)在工程的建設(shè)中會(huì)面臨很多無法確定的因素，由于對(duì)不確定因素的檢測(cè)與控制比較復(fù)雜，從而使得在建設(shè)過程中對(duì)水利水電大壩工程基礎(chǔ)處理的設(shè)計(jì)提出了更高的要求，以此來有效的保障基礎(chǔ)處理的安全性，否則會(huì)由于基礎(chǔ)處理設(shè)計(jì)的不當(dāng)而影響到其抗災(zāi)能力，因此，水利水電大壩工程基礎(chǔ)處理具有一定的安全性。

2.復(fù)雜的技術(shù)

水利水電大壩工程在建設(shè)過程中不僅在面臨復(fù)雜的水文環(huán)境與地質(zhì)條件，而且還需要承受不同基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的荷載，因而使得在水利水電大壩工程基礎(chǔ)處理設(shè)計(jì)過程中會(huì)存在很多可變的因素，特別是在水利水電大壩工程基礎(chǔ)處理的時(shí)候，需要落實(shí)好對(duì)實(shí)際施工場(chǎng)地的勘探工作，如果工作技術(shù)需要，還可以對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，以此來有效的檢驗(yàn)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)所具的特點(diǎn)。

3.工程質(zhì)量評(píng)價(jià)困難

在水利水電大壩工程中具有非常明顯的延時(shí)特點(diǎn)，因而對(duì)于施工現(xiàn)場(chǎng)的檢測(cè)與實(shí)驗(yàn)，對(duì)于整個(gè)水利水電大壩工程的驗(yàn)收具有一定的困難，水利水電大壩工程的質(zhì)量好壞與可靠性，只有在投入到實(shí)際的運(yùn)作當(dāng)中才能夠知道與了解，由于水利水電大壩工程投資比較高，項(xiàng)目比較復(fù)雜化，往往投入使用之后再進(jìn)行后期的返修則存在一定的困難，因此使得水利水電大壩工程基礎(chǔ)處理具有工程質(zhì)量評(píng)價(jià)困難的這一特點(diǎn)。

4.施工周期短

通常情況下，水利水電大壩工程基礎(chǔ)處理會(huì)在水位比較淺或者在枯水期進(jìn)行施工建設(shè)，由于受到這些外界環(huán)境因素的影響，從而使得水利水電大壩工程基礎(chǔ)處理的施工周期比較短，而且在這個(gè)階段，除了要完成基礎(chǔ)處理設(shè)計(jì)之外，還需要完成其他的施工任務(wù)，因而在短暫的施工周期內(nèi)進(jìn)行基礎(chǔ)處理工作就比較困難。

（三）水利水電大壩工程基礎(chǔ)處理的難點(diǎn)

水利水電大壩工程基礎(chǔ)處理不僅是一項(xiàng)系統(tǒng)而又復(fù)雜的工作，而且工程量大、工程程序比較繁多，因而導(dǎo)致了在水利水電大壩工程基礎(chǔ)處理設(shè)計(jì)過程中存在許多的難點(diǎn)，具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：第一是技術(shù)方面的問題，通常情況下，水利水電大壩工程的建設(shè)施工會(huì)選擇在河谷或者是距離城市比較遠(yuǎn)的一些山林地區(qū)，由于這些外部環(huán)境影響因素，而使得水利水電大壩工程基礎(chǔ)處理過程中存在很多可變的因素，因此，這就對(duì)水利水電大壩工程基礎(chǔ)處理設(shè)計(jì)提出了很高的要求，如果在水利水電大壩工程基礎(chǔ)處理設(shè)計(jì)過程中缺乏對(duì)整個(gè)水利水電大壩工程建設(shè)的全面考慮，或者是在具體的施工過程中產(chǎn)生偏差，將會(huì)直接影響到水利水電大壩工程的質(zhì)量，同時(shí)也會(huì)為工程的使用留下一定的安全隱患；第二是有限的施工時(shí)間方面，由于在水利水電大壩工程基礎(chǔ)處理施工過程中，時(shí)間的不充分，其主要原因是在進(jìn)行水利水電大壩工程基礎(chǔ)處理的建設(shè)時(shí)，為了能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)水資源的有效利用與開發(fā)，只能夠選擇在枯水期進(jìn)行水利水電大壩工程的建設(shè)，從而有效的保證水利任務(wù)，而由于枯水期的時(shí)間是一定的，這就使得水利水電大壩工程基礎(chǔ)處理的建設(shè)時(shí)間非常不足，很難在短暫的時(shí)間里完成如此大的任務(wù)量，與此同時(shí)，還需要保障水利水電大壩工程的建設(shè)安全。在一定程度上為水利水電大壩工程基礎(chǔ)處理的具體施工提高了難度，同時(shí)也增加了工程建設(shè)的施工成本；第三是對(duì)水利水電大壩工程質(zhì)量的評(píng)估方面的難點(diǎn)。對(duì)于水利水電大壩工程整個(gè)項(xiàng)目的評(píng)估，只有等大壩建設(shè)完成之后方能對(duì)其質(zhì)量進(jìn)行評(píng)估，而很多的水利水電大壩工程的基礎(chǔ)處理項(xiàng)目都屬于是隱蔽性的工程，因此在工程建設(shè)竣工之后對(duì)其進(jìn)行質(zhì)量評(píng)估也存在一定的困難性。如果已經(jīng)投入使用的水利水電大壩工程項(xiàng)目在正常的運(yùn)行之后出現(xiàn)問題時(shí)，再對(duì)其進(jìn)行維修處理的難度將會(huì)增加，除了需要一定的資金之外，還需要具備很高的基礎(chǔ)處理技術(shù)。

三、水利水電大壩工程基礎(chǔ)處理設(shè)計(jì)方法

（一）巖層加固

由于在水利水電大壩工程的壩基巖層中存在軟弱夾層的問題時(shí)，往往會(huì)導(dǎo)致水利水電大壩工程的基礎(chǔ)承載能力比較差，針對(duì)這些特殊情況下的基礎(chǔ)，具有很弱的穩(wěn)固性與承載能力，在進(jìn)行水利水電大壩工程基礎(chǔ)處理設(shè)計(jì)時(shí)需要采用一定的解決方法，對(duì)工程項(xiàng)目所處的基礎(chǔ)巖層進(jìn)行加固的設(shè)計(jì)方法，而常用的方法就是固結(jié)灌漿的方法，既能夠讓工程項(xiàng)目所處的基礎(chǔ)巖層的強(qiáng)度增強(qiáng)，而且還能夠有效的改善基礎(chǔ)的防滲透性。而在具體的水利水電大壩工程基礎(chǔ)處理設(shè)計(jì)過程中，需要對(duì)其施工過程中所影響的因素進(jìn)行全面的考慮，并有效的做好固結(jié)灌漿的分析與設(shè)計(jì)，從而有效的保障水利水電大壩工程基礎(chǔ)處理的合理性與科學(xué)性。例如在進(jìn)行具體的水利水電大壩工程基礎(chǔ)處理設(shè)計(jì)時(shí)，可以通過對(duì)兩岸拱肩的重力壩進(jìn)行合理化的分配，然后再進(jìn)行針對(duì)性的固結(jié)灌漿的施工處理，與此同時(shí)，把拱座的下游作為集中的區(qū)域，并在這個(gè)選定的集中區(qū)域進(jìn)行合理化的擴(kuò)大其處理范圍。一般情況下，固結(jié)灌漿的處理范圍設(shè)計(jì)為15米至25米之間，同時(shí)還要有效的結(jié)合水利水電大壩工程的壩基的應(yīng)力狀態(tài)，根據(jù)其不同的位置，進(jìn)行不同深度的固結(jié)灌漿處理方法。

（二）開挖方式

在進(jìn)行水利水電大壩工程基礎(chǔ)處理的設(shè)計(jì)過程，一般情況下都是采用了臺(tái)階式的開挖，而在具體的設(shè)計(jì)過程中，又會(huì)因臺(tái)階的自身高度與寬度，影響到水利水電大壩體的穩(wěn)定條件與抗滑性安全。因此在具體的基礎(chǔ)處理設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)當(dāng)有效的保證臺(tái)階的寬度占到壩底寬度的百分之五十左右，而相鄰的兩個(gè)臺(tái)階高度差一般在十米左右的范圍。在進(jìn)行開挖方式的設(shè)計(jì)時(shí)，為能夠有效的保障水利水電大壩工程基礎(chǔ)處理壩體的穩(wěn)定性與平衡性，需要把壩基改為向上游傾斜七度，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)其的保護(hù)作用。

（三）裂縫問題

裂縫同樣是在水利水電大壩工程基礎(chǔ)處理施工過程中比較常見的一種質(zhì)量病害，因而在基礎(chǔ)處理設(shè)計(jì)過程中要特別的注意。具體的處理設(shè)計(jì)方法有開挖回填與裂縫灌漿兩種方法。如果是開挖回填的方法，主要用于土石壩基礎(chǔ)中有細(xì)小的裂縫，通過在細(xì)小的裂縫中注入泥漿，就能夠有效的對(duì)具有裂縫的壩體起到一定的加固與處理作用，特別是對(duì)于貫穿性的裂縫。如果是裂縫灌漿的處理方法，則是在裂縫中灌入漿液，施工起來非常的方便，而且工程量也非常的小，但同樣也能夠?qū)误w起到防滲加固的效果。總而言之，如果是水利水電大壩工程的壩體出現(xiàn)較深的裂縫時(shí)，最好選擇是裂縫灌漿的處理方法，如果縫隙比較淺時(shí)，則可以采用開挖回填的方式，但無論采用哪一種的基礎(chǔ)處理設(shè)計(jì)方法，都應(yīng)當(dāng)與實(shí)際的施工情況相結(jié)合，從而有助于提高水利水電大壩工程基礎(chǔ)處理的防滲加固效果。

（四）滑坡問題

滑坡作為水利水電大壩工程基礎(chǔ)處理設(shè)計(jì)過程中重要的一個(gè)問題，因此在設(shè)計(jì)過程中同樣也要重視。水利水電大壩工程中之所以出現(xiàn)滑坡現(xiàn)象，主要是由于基礎(chǔ)中的土石壩在外界自然環(huán)境的作用之下，導(dǎo)致土石壩發(fā)生嚴(yán)重的變形情況，從而形成滑坡現(xiàn)象，在一定程度上影響著水利水電大壩工程基礎(chǔ)處理的結(jié)構(gòu)安全。因此，在進(jìn)行水利水電大壩工程基礎(chǔ)處理設(shè)計(jì)的過程中，要對(duì)其進(jìn)行加強(qiáng)處理，例如對(duì)水利水電大壩工程中的土石壩進(jìn)行全面的觀察，同時(shí)與實(shí)際的土石壩情況相結(jié)合，并通過對(duì)具體的土石壩地質(zhì)進(jìn)行勘察，從而有助于對(duì)其進(jìn)行分析，并總結(jié)出發(fā)生滑坡的原因，根據(jù)原因采取相應(yīng)的加固措施，有效提高土石壩的抗滑能力。例如可以在水利水電大壩工程基礎(chǔ)處理設(shè)計(jì)中設(shè)置一些抗滑樁、拋石固腳阻滑等方式，從而有效的提高水利水電大壩工程的穩(wěn)定性。除此之外，還要在日常的工作中加強(qiáng)對(duì)土石壩的維護(hù)與處理工作，從而有效提高基礎(chǔ)處理設(shè)計(jì)水平。

（五）滲漏問題

滲漏作為水利水電大壩工程基礎(chǔ)處理設(shè)計(jì)過程中常見的一個(gè)問題，如果在水利水電大壩工程建設(shè)中出現(xiàn)有滲漏現(xiàn)象，不僅會(huì)為整個(gè)項(xiàng)目工程帶來安全隱患，而且還會(huì)影響到水利水電功能的發(fā)揮。因此，在進(jìn)行水利水電大壩工程基礎(chǔ)處理設(shè)計(jì)方法的選擇時(shí)，要加強(qiáng)對(duì)壩體滲漏的防滲加固方案。通常情況下，需要對(duì)水利水電大壩工程基礎(chǔ)處理施工標(biāo)準(zhǔn)化滲透量的控制，從而能夠有效的確保對(duì)滲漏損失的合理化控制，與此同時(shí)，還需要對(duì)下游中剩余的水源進(jìn)行控制，通過對(duì)其的預(yù)防加強(qiáng)對(duì)水利水電大壩工程基礎(chǔ)處理的影響，目前在基礎(chǔ)處理設(shè)計(jì)過程中的措施有灌漿技術(shù)、套井黏土回填技術(shù)與斜墻法，其中應(yīng)用最為廣泛的是灌漿法，在進(jìn)行具體基礎(chǔ)處理方法的設(shè)計(jì)時(shí)，一方面要有效的與土石壩的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)相結(jié)合，從而確定出合理的灌漿材料類型，其主要原因是由于土石壩是由粘土水泥漿或者是粘土漿材料構(gòu)成的加固材料，如果水利水電大壩工程中的土石壩的巖基在受到巨大的破壞時(shí)，就需要采用水泥材料來對(duì)其進(jìn)行灌漿處理；另一方面是如果土石壩出現(xiàn)有滲漏的現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)當(dāng)結(jié)合實(shí)際的需要采用化學(xué)的灌漿方式，其中最為常見的方法有填充法與劈裂灌漿法，填充法是通過對(duì)裂縫的堵住而達(dá)到的加固處理，而劈裂灌漿法則是通過在滲漏的地方把漿液灌入，從而達(dá)到同樣的加固效果。

（六）基層處理

的基礎(chǔ)面發(fā)現(xiàn)有斷層或者是軟弱夾層等這些問題時(shí)，可以進(jìn)行針對(duì)性的基礎(chǔ)處理設(shè)計(jì)，從而有效的提高水利水電大壩工程的施工質(zhì)量。例如在對(duì)于斷層具有缺陷的基礎(chǔ)時(shí)，可以先對(duì)施工場(chǎng)地進(jìn)行清理，然后對(duì)其進(jìn)行灌注回填，一般采用的是混凝土材料，這樣有助于為水利水電大壩工程基礎(chǔ)處理的施工提供良好的地質(zhì)條件，而對(duì)于軟夾層的基礎(chǔ)處理時(shí)，可以采用掏挖等方法進(jìn)行，通常情況下會(huì)把深度控制在夾層寬度的1.5倍左右，與此同時(shí)，在進(jìn)行深挖時(shí)還需要對(duì)夾層的密集區(qū)域或者是交匯的位置進(jìn)行可靠性的處理。

四、結(jié)論

隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，以及可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的影響，使得在越來越多的水利水電大壩工程建設(shè)中，提高了對(duì)大壩工程建設(shè)的基礎(chǔ)處理設(shè)計(jì)的重視。由于水利水電大壩工程基礎(chǔ)處理的設(shè)計(jì)對(duì)于整個(gè)水利水電工程有著至關(guān)重要的作用，因此，其具體對(duì)水利水電大壩工程基礎(chǔ)處理的設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)當(dāng)結(jié)合實(shí)際的具體情況，進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)計(jì)，從而有助于保障水利水電工程的正常運(yùn)作，促進(jìn)我國水利水電事業(yè)的快速發(fā)展。

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