摘 要:本文对工程地质情况进行了分析,如天然地基,由于经受长期的地质作用,一般都有风化、节理、裂隙等缺陷,有时还有断层、破碎带和软弱夹层都进行了系统分析,从而进行重力坝基础处理,为施工提供有力保障。
关键词:地质;重力坝;基础处理
中图分类号:f41 文献标识码:a
1概述
天然地基,由于经受长期的地质作用,一般都有风化、节理、裂隙等缺陷,有时还有断层、破碎带和软弱夹层,所有这些都需要采取适当的处理措施。地基处理的主要任务是:①防渗,②提高基岩的强度和整体性。
2 坝基的开挖与清理
天然地基,由于经受长期的地质作用,一般都有风化、节理、裂隙等缺陷,有时还有断层、破碎带和软弱夹层,所有这些都需要采取适当的处理措施,地基处理的主要任务是:(1)防渗;(2)提高基岩的强度和整体性。
2.1 清基开挖
地基开挖与清理的目的是石坝体坐落在稳定、坚固的地基上。开挖深度应根据坝基应力、岩石强度及完整性,结合上部结构对地基的要求和地基加固处理的效果、工期和费用等研究确定根据《混凝土重力坝设计规范》(dl5108-1999)要求:砼重力坝的建基应根据大坝稳定、坝基应力、岩体物理力学质、岩土类别、基础变形和稳定性,上部结构对基础的要求、基础加固处理效果及施工工艺、工期和费用等经技术经济比较确定,原则上应考虑技术加固处理后,在满足坝的强度和稳定的基础上,减少开挖。坝高超过100m时,可建在新鲜、微风化或弱风化下部的基岩上。
靠近坝基面的缓倾角软弱夹层应尽可能清除。顺河流流向的基岩面尽可能略向上倾斜,以增强坝体的抗滑稳定性,基岩面应避免有高低悬殊的突变,以避免造成坝体内应力集中。在坝踵和坝址处可开挖齿坎以利稳定。采用爆破开挖时应避免放大炮,以避免造成新的裂隙或是原有裂隙张开。基岩开挖到最后0.5~1.0m,应采用受风钻钻孔,小药量爆破;遇有宜风化的页岩、粘土岩等,应留0.2~0.3m的保护岩层,待到浇筑混凝土前在挖除。国外有的工程适当放宽了对坝踵附近地基开挖的要求。对岸坡坝段,在平行坝轴线方向宜开挖成台阶状,但须避免尖角,或不用台阶而采取其他结构措施。
基岩开挖后,在浇灌混凝土前,需要进行彻底的清理和冲洗,包括:清除松动的岩块,打掉突出的尖角。基坑中原有的勘探钻孔、井、洞等均应回填封堵。
2.2 开挖的依据和要求
砼重力坝的基础开挖,应根据坝基应力、基岩强度及其完整性,结合上部结构对基础的要求,由地质和设计人员共同拟定基岩利用标准,绘出基岩利用等高线,确定开挖深度,并在施工中根据实际情况加以修正。同一工程中两岸较高部位的坝段,其利用基岩的标准可比河床部位适当放宽。开挖线参考地质剖面图。
2.3 开挖形状和坡度
本次设计的坝址,河床右岸坡度较陡,约600左右,为了坝段的横向稳定,在斜坡上按坝体分段开挖成台阶。顺河流方向的基岩面尽可能略向上游倾斜,以增加抗滑稳定性;基岩面应避免有高低悬殊突变,以免造成坝体内应力集中,在坝址和坝踵处开挖成齿状以利于稳定。开挖边坡的拟定:当边坡走向与节理走向一致时,边坡坡度不宜陡于节理的坡度。永久的、浸水的或开挖深度较大的边坡应比临时的、不浸水的或开挖深度小的边坡平缓一些。设计中采用1:1。
2.4 软弱夹层的处理
具有软弱夹层的坝基,由于夹层的抗剪强度很低,遇水易软化或泥化,通常都须进行加固处理,以满足抗滑稳定要求。根据软弱夹层的埋深、产状、厚度、充填物的性质,结合工程的具体情况,为了阻止软弱夹层滑动,一般采用的处理措施有:(1)对于?a href="http://www.baidu.com" target="_blank" class="keylink">陈竦募胁悖嘤妹魍诖恚砣跫胁闱宄靥罨炷粱蛘咴谏嫌伟吁唷⑾掠伟又荷柚蒙畛菘玻卸先砣跫胁阒贝锿暾摇5奔胁懵癫亟锨呈保朔椒ㄊ┕し奖悖こ塘啃。捎玫慕隙唷#?)对于埋藏较深、较厚,倾角较缓的软弱夹层,可在夹层内设置混凝土洞塞。(3)采用大型钢筋混凝土抗滑桩。(4)若有两层以上的软弱夹层时,可采用预应力锚索,锚索可在水库正常运行的情况下施工,特别适合于已建工程的施工。
3 坝基灌浆
坝基灌浆包括固结灌浆和帷幕灌浆。
3.1 固结灌
,固结灌浆的目的是:提高基岩的整体性和强度,降低地基的透水性。其布置范围主要根据基岩的工程地质条件并结合坝的高度,参照水泥灌浆试验资料确定。本工程属于高坝,且地基开挖后的基岩强度满足设计要求,所以固结灌浆可不作。
3.2 帷幕灌浆,帷幕灌浆的目的是:降低坝底渗透压力,防止坝基内产生机械或化学管涌,减少坝基渗流量。灌浆材料最常用的是水泥浆,有时也采用化学灌浆。
防渗帷幕的深度根据基岩的透水性、坝体承受的水头和透水层的深度确定。当地基内的透水层厚度不大时,帷幕可以穿过透水层并深入到不透水层3~5m。形成理论上的封闭阻水幕。当透水层很厚时,帷幕深度可按设计要求确定,常在0.3~0.7倍坝高范围内选择,形成悬挂式帷幕。帷幕灌浆孔的排数,根据工程地质条件、水文地质条件、作用水头及灌浆试验资料选定。孔距一般为1.5~4.0m。防渗帷幕应布置于靠近上游面坝轴线附近,自河床向两岸延伸一定距离。钻孔和灌浆常在坝内特设的廊道内进行,靠近岸坡处也可在坝顶、岸坡或平洞内进行。钻孔方向一般为铅直,必要时也可有一定斜度,以便穿过主节理裂隙,但角度不宜太大,以便施工。
帷幕灌浆孔的排数,在一般情况下,高坝可设两排,中、低坝设一排,对地质条件差的地段还可适当增加。当帷幕由n排灌浆孔组成时,一般仅其中一排孔钻灌至设计深度,区域各排的孔深可取设计深度的1/2~1/3。孔距一般为1.5~4.0m,排距宜比孔距略小。钻孔方向可以是铅直的,也可有一定的倾斜度,依工程地质情况而定,见溢流坝剖面设计图(003),帷幕灌浆必须在浇灌一定后的坝体混凝土后施工。灌浆压力一般应通过实验确定,通常在帷幕表面段不宜小于1~1.5倍坝前静水头,在孔底段不宜小于2~3倍坝前静水头,但应以不破坏岩体为原则。本次设计属高坝,所以帷幕设两排,孔距取3.0m。
4 坝基排水
为进一步降低坝底面的扬压力,应在防渗帷幕后设置排水孔幕。排水孔幕距防渗帷幕下游面约0.5~1.0倍帷幕孔距,在坝基面上相距不宜小于2米。排水孔幕一般向下游倾斜,与帷幕成10°~15°交角。主排水孔孔距2~3m(在砼坝体内预埋钢管),孔径为15~20cm,高、中坝孔深不宜小于10m,同时设辅助排水孔幕2~3排,布置在坝基面纵向排水廊道内,孔距约3~5m,孔深约6~12m。
结语
本文对工程地质情况进行了分析,如天然地基,由于经受长期的地质作用,一般都有风化、节理、裂隙等缺陷,有时还有断层、破碎带和软弱夹层都进行了系统分析,从而进行重力坝基础处理,为施工提供有力保障。
参考文献
[1]杨夏.百色水利枢纽碾压混凝土重力坝基础处理设计[j].广西水利,2003.