孙英超
北安市闹龙河水库维护站
【摘 要】重力坝是现代水利设施工程当中重要的组成结构,因为其在荷载能力方面有着非常突出的优势,所以近年来得到了人们的广泛重视,但是相应的,重力坝比常规坝体也有着更高的质量要求,特别是在地基处理施工方面,技术要求十分严格。但是基于当前重力坝施工技术水平,在实际施工过程中仍然存在一定的不足之处,严重影响了施工质量。以下本文就其中比较主要的几类问题进行了简要分析,并提出了优化改进对策,以期为相关行业工作者提供些许参考。
【关键词】重力坝;施工技术;地基处理;问题;对策
地基处理在重力坝整体施工工程当中占据着核心地位,做好地基施工工作,是=是保证重力坝结构稳定性与安全性的重要前提。在实际施工过程中,受到诸多方面因素影响,重力坝地基施工经常出现一些质量通病问题,比如断层破碎、结构渗透以及软弱夹层等,这些都在很大程度上影响了重力坝地接结构的稳定性与安全性,采取必要措施对其加强管控是十分有必要的。
1重力坝地基施工中存在的问题
1.1断层破碎带问题
重力坝地基普遍都存在缓倾角断层破碎带,其土质结构以软弱土夹层为主,无论该缓倾角是面向上游还是下游,都会对与之结合的结构面带来负面影响,影响坝基的的稳定性,严重时还会对起着深层抗滑稳定作用的楔形块体造成破坏,直接导致坝基结构坍塌。除此之外,时断层破碎带还存在的较为明显问题就是结构渗透。由于断层是破碎带中夹杂软弱破碎岩屑和岩泥,在水设施所储存水资源的长期渗压作用下,就会产生细颗粒成分,这些颗粒体的移动性较强,随着时间的推移,坝基结构就会出现变形,进而产生结构裂缝,外界水渗透到裂缝当中对结构材料造成侵蚀破坏。常见的渗透破坏形式主要有四种:分别是流土、管涌、接触冲刷以及沿断层顶底板接触面渗透。当缓倾角断层破碎带是出现该类渗透问题时候,一般会在短时间内形成集中渗透区域,危害大坝结构安全,缩短坝体设施使用寿命。
1.2裂隙密集带问题
裂隙密集带问题多出现在岩体坝基部位,比如变质岩、火成岩以及混合岩地带,该类问题都比较常见。多种不同类型裂隙组合到一起,就会形成裂隙交汇带,进一步加深裂隙的风险程度,导致岩体整体完整性力学强度降低,透水性越来越明显,最后破坏岩体完整性,坝体的外力承载能力被严重降低,影响坝体质量。
1.3较大软弱夹层问题
与断层破碎带缺陷类似,较大软弱夹层的问题也主要集中在岩土层软化以及地基渗透等方面。只不过断层破碎的诱因更加广泛,在采取应对措施的时候也要更加注重多元化,而较大软弱夹层问题比较明显和集中,所以在采取防范的措施的时候,重点针对岩土本身进行强化,增强岩土结构强度和防渗性能即可。
2重力坝地基施工中常见问题的有效处理对策
2.1使用混凝土塞
重力坝体结构对于承重要求较高,在实际施工过程中通常会将其建设成为倒梯形槽结构,保证坝基承载能力的同时,增加表面受力面积以分担外界作用力,但是这样也很容易增加坝基 两侧结构破碎问题的发生几率。因此,在实际施工过程中需要采取混凝土回填方式,改善坝基基础的岩体质量。在这个过程中,施工人员应特别做好结构两侧软弱土的清理工作,一把会采用在坝基安装混凝土塞子的方法,但是需注意,塞子应当顺河向的软弱带方向,从上游向下游做坝外延伸。
2.2混凝土拱、混凝土垫层处理
混凝土拱、混凝土垫层处理处理的主要目的也是为了清理软弱土,恰当的混凝土拱以及混凝土垫层,能够作为坝体应力传送媒介,将外界作用力平衡分配到整个岩体上,最大程度减少局部结构受压变形进而破碎的情况。需要注意的是,在处理该结构的过程中,施工人员应准确掌握混凝土梁形式,结合断层密集情况等,进行全方位综合分析,在恰当的位置开展混凝土浇筑施工以及钢筋混凝土垫层施工。
2.3明挖、洞挖处理
在重力坝施工中,为保证地基处理效果,在明挖施工中,应当结合缓倾角软弱夹层的埋藏深浅度加以综合分析,若实际埋藏较浅,可以将其全部挖除,以保证明挖施工的安全顺利进行,从而提高地基处理质量。在洞挖施工中,施工人员应当以缓倾角软弱夹层的倾向为基本参照标准,掌握好平洞数量后对其进行妥善布置,确保平洞保持纵横交错的状态。待洞挖施工后,将部分夹层挖出,并及时将混凝土进行回填处理,促进混凝土抗滑键的形成,为后续固结灌浆以及基础灌浆施工操作提供便利,确保平洞部位摩擦系数满足重力坝施工中地基处理相关标准,为重力坝的稳定性控制打下良好的基础。
2.4大直径钢筋混凝土桩
在这一施工过程中,相关施工人员应当严格按照重力坝施工标准开展施工操作,将不同口径的钻孔穿过缓倾角软弱夹层,待其进入到完整岩体中后,将钢筋置于钻孔内,并及时对混凝土进行浇筑处理。重力坝施工处理的相关工程实践表明,钢筋混凝土桩的妥善施工处理,能够将软弱夹层上下不岩体联呈整体,确保应力在钢筋混凝土柱的作用下能够传达至深部岩体中,确保大直径钢筋混凝土桩的实际应用价值得到最大程度的发挥,最大程度上降低重力坝水平变形问题的发生几率,从而全面提高重力坝的稳定性和可靠性。
2.5混凝土深齿墙
就重力坝施工中地基处理的实际情况来看,通过深挖齿墙的方式能够有效的截断缓倾角软弱夹层,在准确把握软弱夹层下部完整岩体的具体情况后,将齿墙嵌入到一定深度,从而改善混凝土齿墙的嵌固力,为重力坝的稳定性打下良好的基础。相关工程时间表明,通过软弱夹层摩擦力与下游抗力体之间的有效联合,促进了规范化的软弱夹层处理方式的形成,最大程度上满足了坝基深层抗滑稳定性要求,保证地基处理效果满足重力坝的相关标准。基于数年来的工程实践加以分析可知,缓倾下游的软弱夹层往往需要对下游岩体进行合理利用,促进抗力形成,基于下游抗力体地质条件来判定地基处理标准,以固结灌浆方式对下游抗力体进行妥善处理,从而全面提高地基处理效果。在重力坝地基处理过程中,相关施工人员应当结合工程实际特点对下游抗力体进行妥善处理,可以通过钢筋混凝土桩以及压重登方式来对下游抗力体进行有效加固,从而全面提高下游抗体力的岩体完整性,确保其具备良好的承载能力,将坝基变形控制在最低水平,从而全面提高重力坝的稳定性和持久性。
2.6固结灌浆
固结灌浆是加固坝基的一种常用工程措施,它是用适当的压力将水泥浆液或其它化学固化材料灌注到地质缺陷部位,如断层破碎带、软弱夹层、深风化槽、裂隙密集带、卸荷带中去、待浆液固化后,起到增加岩体完整性、提高岩体弹性模量、减少坝基沉陷的作用。布置在防渗帷幕前的坝基固结灌浆,并能起到提高坝基浅层的抗渗性,达到加强防渗帷幕的目的。
3结束语
经过以上分析阐述可以发现,重力坝施工的地基处理是一项综合性较强的工作,外界环境等因素都会对最终的处理结果产生直接影响,导致重力坝结构建设不合格,影响其后期正好投入使用。因此,相关行业工作人员应当对此形成全面而正确的认识,采取积极有效的措施加强对重力坝施工质量通病的防范力度,从而确保整体施工效率以及施工可靠度。
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