水库大坝基础处理施工方法

发表时间:2021/7/5   来源:《工程建设标准化》2021年3月第5期   作者:杨永明
[导读] 随着水利水电工程的快速发展,大坝的设计质量得到了很大的提高。枢纽大坝是水利水电工程的重要组成部分,
        杨永明
        浙江正邦水电建设有限公司  310051
        摘要:随着水利水电工程的快速发展,大坝的设计质量得到了很大的提高。枢纽大坝是水利水电工程的重要组成部分,其质量关系到整个水利水电工程的质量和使用效率。因此,大坝工程的基础处理是整个大坝建设的重中之重,水利水电工程大坝的地基处理必须在施工中做好。本文以某工程为例,论述了水利工程坝基础处理的施工方法
        关键词:水库大坝工程;基础处理;技术。
        前言:目前,随着我国水利工程建设的快速发展,水利投资也在逐年增加。在保持原有水利设施的同时,新建了一大批水库大坝。大坝的安全性受到坝基的很大影响,大坝工程基础的处理设计变得越来越重要。本文从坝基处理的功能和特点出发,简述了常用的地基处理方法,并结合具体工程实例,详细阐述了处理的内容和方法。
        1.工程概况
        某河流全长约80公里,从源头到山口29公里。河流纵坡较大,平均坡度约30‰。本工程为中型三级工程,可控制灌溉面积1.03万hm2,每年向工业供水1429.8万m3。下游防护对象防洪标准可由5年一遇提高到10年一遇。主要建筑物有大坝、溢洪道、导流洞、泄洪洞等,原设计大坝总长735m,最大坝高78m。改造后大坝全长729.50m,最大坝高70.50m。是二级建筑。
        2.水库大坝坝基处理技术的重要性
        水库大坝工程在整个水利水电工程中占有重要地位,但这些工程的实施难度很大。在水库大坝工程的施工和设计中,必须严格按照有关标准和规范设计和处理地基处理金属,以保证水库工程坝基的质量和安全。由于坝基工程是一个隐蔽工程,在工程竣工后很难对其质量进行有效的评价和检验。工程质量只有在施工后才能得到充分的把握,但一旦坝基工程出现质量问题后,维修工作将十分困难。如果坝基的设计不够科学、准确,整个大坝的危险因素就会增加,甚至会发生工程事故或自然灾害。
        3.水库大坝基础处理分析
        3.1基础层分析
        设计的坝基开挖长度为0±0 0 0+723.50 m长,723.50 m长。左岸为0+0 0 0 0+250,表层覆盖风成黄土和砂砾石层,砂砾石层为核心墙基础;左岸为0±250~0+420.783,表层覆盖风成黄土、砂砾层和强风化层,核心墙基础建在软弱风化层顶部;河床段783-0+628。清除边坡碎石、砂砾石层和强风化层。核心墙基础是在软弱风化层的顶部建造的。泥质砂岩具有弱膨胀性。基坑开挖时应预留保护层;右坝段为0+628-0+723.50。清除边坡砾石和强风化层。核心墙基础建在软弱风化层顶部。泥质砂岩具有弱膨胀性。基坑开挖时必须预留保护层。对于岩心墙基础开挖,上游和下游岩石的临时坡度为1∶0.50,永久坡度为1∶0.75;河床碎石层临时边坡1:0.50,永久边坡1:1.50;临时边坡与永久边坡的比例为1:1.50;主河床0+407.28~3+0+642心墙基础开挖砂砾开挖层上游临时边坡1: 1.50。设计工程量:黄土386613m3,碎石341797m3,石方158751m3。实际工程量:黄土400 300 m3,碎石31万m3,石方112 869.62 m3.
        3.2开挖施工
        左岸坝段开挖时,利用原有公路、新建1#路和通往弃土场的道路,安排专人管理弃土场,并用专用设备平整弃土场,确保开挖弃土堆放到指定地点。同时,可利用的黄土堆场应在大坝下游进行整平。施工过程中应自上而下开挖,垂直台阶高度应小于或等于10m。在开挖运输过程中,对清除的风积黄土表层杂土进行开挖,将开挖出的砂砾石和强风化渣运至弃土场,将可利用且符合粘土心墙土料设计标准的黄土运至制备场地。在施工过程中,随时测量和控制开挖边线和坡比,确保开挖断面满足设计要求,无偏斜和欠挖。当0+250导流洞与泄洪洞之间的岩面满足设计要求(设计现场确定)时,应预留1.00m保护层。混凝土盖板浇筑前,采用爆破锤和人工撬挖。

地质编录验收合格后,及时用M20砂浆进行保护。遇到大体积漂石时,采用单孔炸药破碎后运至弃土场。
        河床及右岸岸坡段开挖在原电站导流明渠及导流钢管安装具备引水条件,上游围堰截填满足防洪标准的前提下进行,围堰坡脚控制帷幕灌浆完成。沿河床穿越两条道路,沿台地边坡修筑运渣道路至弃土场。施工过程中仍自上而下开挖,垂直台阶高度小于或等于10m。开挖的砂、砾石和强风化渣应同时运至弃渣场。在施工过程中,还采用左岸工法完成了边线及坡比测量控制、基岩面保护层开挖防护处理和大体积漂石处理。对于基坑排水,利用基础表面的上游和下游将导流通道挖到右岸坡道底部的集水池,并抽出水。坝基开挖一般有序、平稳、安全、无事故,已通过地质录井。
        4.基渗流控制
        4.1防渗帷幕
        在水库大坝工程中,防渗帷幕是一种常见的排水设施。一般在坝基上游的灌浆廊道设置,需要合理地与坝肩和山体共同延伸。当达到合理水位和地下水位时,停在145m处,帷幕长度549m。帷幕灌浆主要孔形为垂直孔,排距0.2m,间距2.0m。一般来说,选择单排孔防渗帷幕,但经过实际调查,发现坝基只有两部分具有良好的透水性,因此分别采用分段钻孔、灌浆和孔内循环灌浆的处理方法。浆液材料为525普通硅酸盐水泥。当断层渗流过大,灌浆不能满足防渗要求时,应采用混凝土塞进行处理。堵头的深度取决于渗流的水力梯度和流速不超过断层物质规定的临界值。
        4.2基础排水
        坝基排水孔在坝基压力控制中起着重要作用。建议排水孔设置如下:防渗帷幕后应设置基础排水孔;水垫塘附件上设有一排闭式排水孔;闭式排水段设3个纵横向辅助排水孔。所有孔洞施工完毕后,要对孔洞周围进行清理,减少泥沙和各种废弃物的堆积,并做好相关的清孔工作,以保证厚度。设置排水孔时,应控制好以下技术参数:孔距按3M设置;孔径设置为90-113mm;排水孔向下游倾斜,倾斜角度设置为75°; 辅助排水孔设置为垂直孔;主排水孔深度为帷幕孔的2/3,闭式排水孔深度为12m,辅助排水孔深度为9m。在设置排水孔时,一般要避开软弱夹层,防止渗漏的发生。每次钻进前必须校正钻机钢丝绳,使其水平方向与轴线、垂直方向与孔中心准确对齐,每进尺0.5m检查校正一次。钻孔时应坚持经常松绳、紧绳的原则,防止斜孔。浇筑时,严格控制槽内商品混凝土上升速度不小于2m/h,三根导管下商品混凝土面差不大于0.5m,埋入商品混凝土的导管应小于1.6m。严格控制商品混凝土拌和系统的投料和拌和,保证商品混凝土的坍落度。商品混凝土浇筑必须连续一次完成。为了使孔壁具有较好的稳定性,使施工顺利进行,需要先进的对比试验和合理的泥浆配合比,使泥浆中的水、粘土、苏打的比例满足施工的具体要求。
        5.软夹层处理与坝基涌泉
        水库大坝工程往往位于偏远地区,受自然环境影响较大。详细分析地震区、风蚀区等特殊地区,做好坝基工作,保证工程建设的稳定性。在工程建设的坝基工程中,必须处理软土夹层的抗剪强度。由于软土层的含水量大于其它土层,其本身透水性较差,整个软土层夹层的抗剪承载力降低,严重影响大坝的稳定。坝基软弱夹层主要由软弱风化土组成,具有形状不规则、影响范围广、贯穿整个坝基的特点。因此,为了保护建筑物的安全和稳定,应通过灌浆改善坝基的承载力。这是一种置换方法,即将混凝土浇筑到软弱夹层中,与夹层材料混合,然后通过改变夹层成分来提高承载力。坝基弹簧的破坏程度远高于软弱夹层处理,破坏坝体整体稳定性。因此,从相应的混凝土浇筑工作入手是非常重要的。通常,在施工中,我们需要借用一些方法来控制它。
        6.结论
        综上所述,水库大坝工程的基础处理是一项专业化的操作。在基础处理设计中,只有从安全、稳定和长期使用出发,综合考虑区域地质土壤、水温和气候条件,才能实现基础处理的稳定发展。随着科学技术的不断进步,基础治疗的设计也会不断变化,这些研究需要更多的人努力。
        参考文献
        [1]雷盼,符昌胜,王鹏.深厚覆盖层坝基处理[J].甘肃水利水电技术.2016(06)
        [2]杨安泉.浅析水利水电大坝工程基础的处理设计[J].低碳世界,2016(28):112-113.
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