郑国斌
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摘要：大坝基础位置的选择就是选择坝基岩体或可利用岩体的位置，与房屋建筑地基砌置深度或位置的选择一样，是选定建筑地基的重要工作。如果坝基岩层不能满足大坝对基础的要求时，就需进行岩基处理。当前，水利工程最容易出现问题的项目为大坝，提高大坝的根基建设质量与稳定性非常关键。下面将针对这一问题，提出加强大坝基础建设的一些具有建设性的研究成果.
关键词：大坝；基础；处理
前言：自从国家将开发的重心转移到西部地区以后，水利工程的建设受到了越来越广泛地关注。由于中国的西部地区以山地为主，地形十分复杂。修建的水库往往对于屯水量有较大的要求。随 着屯水量的增加，对于大坝的根基建设的要求就越高。通常大型水库，特别是坝型为拱坝的，大多位于深切峡谷中，不仅坝高，拦蓄水体巨大，而且产生的静水荷载多在数百万吨，高的可 以达到千万吨。这首先要求坝肩、坝基岩体应有较高的承载力；其次要求坝肩岩体在巨大压力下必须有足够的稳定性，即不会出现抗滑稳定性问题和变形过大引起的稳定性问题，坝肩岩体必须有较高的变形模量和强度。综上所述，坝基岩层应能安全地承受坝 体传递的应力并对于水库渗流具有抗渗性，且不得产生过大的变形或渗流量，如坝基岩层不满足这些要求时，就需进行岩 基处理。本文就坝基岩层断层的处理、坝基础的处理和坝基岩层的选择等作一探讨。
1.坝基岩层断层的处理
1.1重力坝与大坝上下游的断层
重力坝的基础有断层时，通常挖至适当的深度用混凝土回填。所回填的混凝土称为混凝土塞。施 工时，在断层两侧挖到坚硬岩石，回填混凝土后，并在接触面周边的基岩中进行灌浆处理。在建设大坝的时候应当对岩石的抗压能力进行检测，主要检测抗剪摩擦安全系数是否符合相关的 标准。当检测的结果与标准存在出入时应当利用混凝土回填法来加固，提高抗剪摩擦安全系数。 在进行检测的时候，应当注意断层的方向，断层的方向不同将决定处理方法存在差异。例如，当断层的方向与坝体的接缝方向存在夹角时，可以采用混凝土回填的方法来弥补这一夹 角，在 回填的时候应当注重其与坝基基岩的结合。当然，有时候也会单独修建一个起到支撑作用的坝段，这个坝段能够有效地弥补裂缝方向与大坝走势差距较大的问题。这种处理方法比混凝土回填法具有更高的稳定性，能够对大坝起到加固的作用。因此，可不必设置混凝土塞。这是因为混凝土坝体可看作深梁，基本上不会变形，挖除一部分软弱岩层后，在坝体混凝土浇筑之前先回填混凝土塞，使全部基岩容易清理，同时可以防止在坝体混凝土浇筑前基岩松弛。所以，通常有断层时，即使按稳定计算不需要混凝土塞，也用小型混凝土塞先行施工。总之，当大坝建设的位置存在断裂层时，利用混凝土回填的方法能够十分有效地解决断层与大坝基岩走势不一致的问题。
1.2平行坝轴线方向的断层
当前，我国在使用混凝土回填的方法施工的过程中，都根据美国标准计算混凝土回填深度的公式确定应回填的深度。但是，需要注意的是，此公式的使用是通过分析大坝底层软弱基层来确定的，并不能够保证基岩的相关系数满足标准。 我们知道，当重力坝的走向与断层的走向是一种交叉关系时，通过控制河流下游大坝周围的断层就可以实现对整个大坝根基的控制。
在实际的施工过程中，混凝土的填埋受到了多种因素影响，例如，大坝的高度，软弱基层所处的地方等。只有充分的考虑这些影响因素，才能保证回填的混凝土能够发挥最大的作用。由于 大坝回填的混凝土对河流下游的大坝起到作用，这就要求保证填埋混凝土的稳定性和位置的合理性。在混凝土回填的过程中，需要注意施工不能影响其它非相关条件的改变。如果大坝建设的走向与软弱基岩的走向是一种交叉关系时，要加固大坝的坝基，使得在检测时确保相关系数符合标准。当然，混凝土的回填与软弱基层所处的环境也有一定的关系，应当采取具体问题具体分析的方法加以研究，施工。众所周知，对于重力坝横穿河流的断层，只需研究下游坝附近向上倾斜的断层即可，这种软弱岩层，能够用混凝土塞充分加固，这种混凝土塞的深度，因受坝高、软弱岩层的位置、坝体混凝土或基岩和软弱岩层间的变形程度的比值等的影响，故需要综合这些条件分析确定。此外，该混凝土塞是用来向下游侧基岩传力的，故当位置条件不好时，即使软弱岩层的规模较小，也要求混凝土塞有相当大的深度，施工时必须注意不要损坏周围基岩，当软弱岩层与坝轴线斜交时，要加大各坝段的底面面积，以保证所规定的抗剪摩擦安全系数。总之，不管大坝的建设是否需要对断层处理，利用上述的方法都可以达到对大坝稳定的效果。例如，如果一个大坝在建设的时候，选址出现了问题，横跨几个断裂层，可以挖一个立方体的坑，然后回填混凝土。当然，这并不是一项简单的工程，在施工的过程应当注意施工的顺序，防止由于操作不当导致大坝基岩周围的软弱岩层发生脱落。在施工的时候，应当保证水平坑道的层次性，最好是形成井字结构。
2.坝基岩层的选择，混凝土的处理与基岩预应力拉锚
2.1坝基岩层的选择
因为大坝往往在岩石上建成的，岩石长期处于水中难免受到流水的冲蚀。还有一些大坝是建立在海拔较高的地方，往往横跨峡谷。众所周知，峡谷往往是风口，环境非常的恶劣，一旦大坝长期处于那种环境下，自然而然的会受到风蚀。还有一些地区本来的气候条件非常恶劣，对大坝的损害更大。各种自然灾害、山体滑坡、泥石流等将直接对大坝的使用寿命构成威胁。当然，岩石层中难免存在裂隙，这些 裂缝对于大坝的影响也是不容小觑的。另一方面，由于岩体中存在大的断层或结构面，它们不仅对拱坝的变形、稳定性带来很大的影响，而且有时会成为潜在地震的发震带，因此，在一个坝址或某一坝段，它们既是控制建筑物选址的决定性因素，又是选择拱坝建基位置的控制性因素，对于这些个案问题，在选择拱坝坝基前，必须首先予以评价，认清对建坝的影响。
2.2混凝土坝基础的处理
在建设大坝的时候，会经常看到基岩中存在众多的不连续的岩层。从理想的角度分析，将断层全部弥补，利用混凝土回填法全部置换，但是从现实的角度分析，这种方法显然不现实。所以，只能从一个相对现实的方案中选择一种来解决坝基不稳，抗压能力弱的现状。基岩中的软弱岩层，应视其范围和位置，考虑在坝体传力作用下会不会有沿软弱岩层发生滑动破坏的危险，如果用混凝土置换软弱岩层，则软弱岩层也具有混凝土的强度，或具有混凝土与周围基岩的附着强度，这就会大大提高基岩的强度。
2.3基岩预应力拉锚
坝基基岩受到了水能的作用，不管这个基岩形状是否规则，是否存在断裂层，只要受到巨大的压力都要或多或少的发生形变。为了最大程度上降低由于形变对大坝造成的影响，可以使用钢筋来加固。该方法是向基岩钻孔至所需深度，插入钢筋、钢丝、钢索等；两端固定在基岩中，根据要求张拉钢筋，对基岩施加预应力，此时的钢筋配置和预应力的大小，要考虑基岩的地质条件、应力分布和变形特性等。然而，由于大坝的受力面积较大，为了提高其稳定性，应当保证实验值大于现实的受力指标。
结语：
在通常的情况下，大坝建设的位置选择受到多重因素的影响，在选择时应当充分的考虑 这些制约因素，争取实现质量最好，成本第一， 技术成熟的目标。在坝基的选择时，要充分地考虑各种自然因素，岩石本身的特性以及经济性等。要通过科学的研究方法对大坝的整个构建过程进行综合评估，例如，可以在当地进行问卷调查采集信息，可以借助当地的地理信息等。充分的利用采集的信息，科学的选择与规划大坝建设，实现利益的最大化。
参考文献：
[1]聂德新.岩体结构、岩体质量及可利用性研究[M].地质出版社,2008.
[2]周立功.基础建设应用新技术[M].石油工业出版社,2000.