水庫攔河大壩基礎處理措施分析

□陳 超（阜康市水利局）

水庫攔河大壩基礎處理措施分析

□陳 超（阜康市水利局）

隨著我國經(jīng)濟發(fā)展的不斷深入，水利大壩工程規(guī)模也日漸增大。由于水利工程關系到國計民生，因此在施工技術上必須加強管理，不能掉以輕心。當前水利工程技術不斷提高，因此在各個環(huán)節(jié)上都應強化，尤其是大壩基礎設計和施工，水利工程施工的重要環(huán)節(jié)，需要針對存在的問題加以分析，并提出具體的改進意見。文章圍繞水利工程中大壩基礎處理措施進行論證，期望對于工程施工技術發(fā)展具有參考意義。

水利工程；基礎處理；施工技術

0 引言

總體上看，大壩的基礎處理常見問題主要表現(xiàn)在軟弱夾層中的問題，導致巖體的力學參數(shù)發(fā)生減小和降低，導致壩基的抗壓強度較低，壩基的滲漏問題容易出現(xiàn)滲水、裂縫、松碎等，巖體的錯位容易導致變形問題。在壩基施工中出現(xiàn)的問題，需要采取措施進行處理。

1 工程概況

白楊河發(fā)源于東天山海拔5 445 m的博格達峰，是阜康市境內天山北坡六條河流中最大的一條，多年平均徑流量0.68億m3，由南向北經(jīng)出山口后消失在準噶爾盆地的沙漠中。河流全長約80 km，從河源至出山口長29 km。河流縱坡較大，平均坡度約30‰。

工程為中型Ⅲ等工程，工程可控制灌溉面積1.03萬hm2，每年向工業(yè)供水1 429.80萬m3，可將下游防護對象的防洪標準從不足5 a一遇提高到10 a一遇。主要建筑物有攔河大壩、溢洪道、導流兼泄洪洞等。原設計大壩全長735 m，最大壩高78 m，經(jīng)變更后大壩全長729.50 m，最大壩高70.50 m，為2級建筑物。

2 壩基開挖

2.1 基礎層分析

設計攔河大壩工程的壩基開挖為0+000—0+723.50，長723.50 m。其中左岸0+000—0+250，清除表層覆蓋風積黃土、砂卵礫石層，心墻基礎建基于砂卵礫石層；左岸0+250—0+420.783，清除表層覆蓋風積黃土、砂卵礫石層、強風化層，心墻基礎建基于弱風化層頂部；河床段0+420.783—0+628，清除坡積碎石、砂卵礫石層、強風化層，心墻基礎建基于弱風化層頂部，泥質砂巖有弱膨脹性，基礎開挖時須預留保護層；右壩段0+628—0+723.50，清除坡積碎石，強風化層，心墻基礎建基于弱風化層頂部，泥質砂巖有弱膨脹性，基礎開挖時須預留保護層。心墻基礎開挖上下游巖石臨時邊坡1:0.50，永久邊坡1:0.75；河床砂礫石層臨時邊坡1:0.50，永久邊坡1:1.50；兩岸砂礫石層臨時邊坡1:1，永久邊坡1:1.50；主河床0+407.283—0+642心墻基礎開挖砂礫石開挖層上游臨時邊坡1:1.50。設計工程量：黃土明挖386 613 m3、砂礫石明挖341 797 m3，石方明挖158 751 m3。實際完成工程量：黃土明挖400 300 m3、砂礫石明挖 310 000 m3，石方明挖 112 869.62 m3。

2.2 開挖施工

左壩段開挖施工，利用原公路、新修1#路和修通至棄渣場道路，安排專人管理渣場和專用設備平整渣場，保證開挖棄渣堆放到指定地點。同時于大壩下游平整好可利用黃土堆放置備場地。施工過程中堅持自上而下進行分梯段開挖，垂直梯段高度≤10 m。邊開挖邊運輸，清除的風積黃土表層雜土開挖、開挖的砂卵礫石和強風化渣石及時裝運到棄渣場，可利用和滿足粘土心墻土料設計標準的黃土，運送到置備場地。施工過程中，隨時測量控制開挖邊線和坡比，保證開挖斷面符合設計要求，沒有偏離和欠挖現(xiàn)象。當0+250—導流兼泄洪放水洞間開挖巖面達到設計要求（設計現(xiàn)場確定），留1.00 m保護層，待澆筑混凝土蓋板前，采用炮錘和人工撬挖，經(jīng)地質編錄驗收后，及時采用M20砂漿覆蓋保護。當遇到較大體積的漂石，采用單孔裝炸藥解破后運到棄渣場。

河床和右岸坡段開挖施工，是在原電站引水渠、導水鋼管安裝具備導水條件和上游圍堰截留填筑達到防洪標準，且圍堰坡腳控制性帷幕灌漿完成的前提下進行的。沿河床跨2#路順臺塬坡地修運渣道路達棄渣場。施工過程中仍堅持自上而下進行分梯段開挖，垂直梯段高度≤10 m。邊開挖邊運輸，開挖的砂卵礫石和強風化渣石及時裝運到棄渣場。施工過程中的邊線和坡比測量控制、基巖面保護層開挖防護處理、大體積的漂石處理同樣采用左岸施工方法完成?；优潘?，采用建基面上下游挖引渠至右岸坡腳集水坑，用水泵排出。壩基開挖施工總體有序、順利、安全無事故，全面通過地質編錄。

3 大壩基礎處理中發(fā)現(xiàn)的問題

3.1 軟夾層問題

施工中由于斷層地質條件的影響，出現(xiàn)了軟弱夾層的問題，抗剪強度僅為0.23～0.33，變形模量為0.02～0.04GPa，相對于周圍的巖體力學參數(shù)偏小。

3.2 滲水問題

由于大壩的建設區(qū)域的巖體抗?jié)B透率較高，因此在貫穿壩基的時候容易出現(xiàn)滲水等情況。

3.3 巖體錯位問題

壩體初建的時候，壩基的巖體較為強大，但是隨著使用年限的增長，會出現(xiàn)兩岸巖體錯位的問題。

4 壩基處理措施

4.1 設計攔河大壩工程的壩基開挖

壩基開挖前期，施工單位、業(yè)主代表和監(jiān)理工程師共同參加，依據(jù)《阜康市白楊河水庫控制點成果表》設定施工控制網(wǎng)點，按照設計指標放出壩基開挖線，同時對原始地貌進行測量控制和簽字認證。

壩基開挖施工，依據(jù)總體工程導流、截流情況和《壩基開挖分部施工方案》，先自導流兼泄洪放水洞向左壩段進行開挖施工，施工條件具備后，方可進行右岸坡和河床段開挖施工。

4.2 壩基滲漏

應確定壩基的消力池結構和穩(wěn)定程度，將滲漏量和滲透系數(shù)降低，穩(wěn)定軟弱夾層。針對抗浮穩(wěn)定性差，水頭位置高的問題，增加設計方案中的編制難度，制定較好的排水方案，例如封閉帷幕排水的方法，就能對地基產生很好的揚壓力。

4.3 防滲帷幕

作為一種排水方式，可以將壩基上游的基礎灌漿廊道的作用利用好，保證蓄水位正常，可以設置一字形排列的樣式，根據(jù)兩岸的山體走向進行擴大，保證河床壩基的位置的透水率達到q2Lu，山體和水墊塘透水率達到q4Lu。

4.3.1 壩基帷幕施工方法

壩基樁號0-030 m至0+781 m段帷幕灌漿深度為深入3 Lu線以下即可，采用單排孔，孔距2 m，孔徑91 mm，孔位偏差≤10 cm；0+011～0+025 m段帷幕灌漿3排，排距1.00 m，孔距2 m，孔深按深入3 lu線控制。灌漿漿液采用42.50高抗硫酸鹽水泥制備的純水泥漿液。開灌水灰比為5∶1，灌漿水灰比分別為5:1、3:1、2∶1、1∶1、0.80∶1、0.50∶1六個比級；灌漿分三序施工。灌漿結束標準為注入率≤0.40 L/min后，延續(xù)60 min結束。

4.3.2 防滲墻底部帷幕灌漿施工

因地質原因，在進行防滲墻施工時，發(fā)現(xiàn)壩0+022 m位置處上部巖石與下部巖石間出現(xiàn)約11 m的砂礫石夾層，為保證壩基防滲的整體完整性，新增壩0+013.50～0+025.50 m段控制性帷幕灌漿，共布置5排，排距1.00 m，孔距1.00 m，梅花形布置，孔深為深入巖石1.00 m。根據(jù)現(xiàn)場施工，在監(jiān)理單位、設計單位、業(yè)主單位的監(jiān)督檢查下確定在0+013.50 m處已經(jīng)不存在砂礫石的夾層，故確定的控制灌漿施工范圍。

灌漿施工依據(jù)“分序加密”的原則，分兩序施工，即先進行Ⅰ序孔，然后Ⅱ序孔施工，如圖1所示。

圖1 單孔灌漿施工工藝流程圖

4.4 設置基礎排水

在大壩的基礎上，做好基礎排水孔的揚壓力的工作，可以將排水孔設置在防滲漏幕后，完善排水的作用，并做好輔助排水孔的設計，同時要注意避開軟弱夾層的設置，防止軟弱夾層的滲漏。

5 結語

本工程大壩基礎處理后，壩基滲漏和壩基變形情況得到了控制，通過監(jiān)測情況看，運行良好。在今后的水利工程大壩基礎處理中，應根據(jù)水利工程的自身條件，結合壩基滲壓和滲流的情況，做好抽水、排水、防滲控制方案的指定等工作，保證降壓排滲能夠收到好的效果，另外，注意與壩基排水孔的配合，有效提高壩基的滲壓控制力。

［1］徐安諾.帷幕灌漿在水庫除險加固工程大壩壩基處理中的應用［J］.水利規(guī)劃與設計，2016（7）:108-111.

［2］雷盼，符昌勝，王鵬等.深厚覆蓋層壩基處理［J］.甘肅水利水電技術，2016，52（6）:58-61，65.

TV223.6

A

1673-8853（2017）10-0045-02

陳超（1984.11-）男，工程師，主要從事水利工程建設管理工作。

2017-6-6

編輯：趙 鑫