水利水电工程中坝基破坏类型和处理措施探析

水利水电工程中坝基破坏类型和处理措施探析[摘要]坝基稳定性是水工建筑物安全的重要保证，本文总结分析了我国不同地区坝基的破坏类型并为改善坝基稳定性提出了合理化建议。[关键词]坝基破坏类型处理措施中图分类号：tv523文献标识码：a文章编号：1009-914x（2013）17-401-01水利水电工程中，为了维持坝的稳定性，坝体必须有足够的重量，以便能沿坝基的底面产生足够大的摩擦力来抵抗库水的水平推力。承受了巨大压力和水平推力的地基，可能会因为变形或滑动而使坝体的稳定性遭到破坏。与此同时，由于坝的上下游形成了水头差，地表水会力图通过坝下岩层中的孔隙或裂隙渗向下游。在渗流过程中，地下水一方面对坝体产生扬压力，降低其抗滑能力；另一方面还会将岩体中的可溶性成分和细颗粒物质带走，使坝基的强度和稳定性降低。2.1坝基强度太低，主要指岩溶化地基，运行期间地下水渗流、侵蚀使其进一步恶化，以至于坝基承受不了坝的压力和溢出水流的冲刷而彻底破坏。尤其在我国西南地区，如川东、川南、贵州的大部分地区。因此在岩溶区选择库坝址时，要充分利用隔水层、岩溶发育微弱的岩层或有利的水文地质条件。总的原则性要求是：既要保证坝基有良好地持力层和排除可能产生深层滑动的滑移面，又要使隔水层能有效地成为截断坝下渗漏通道的天然截水墙。2.2坝基的抗滑稳定性较低，大坝运行期间，坝体可能因基础的不均匀沉陷而断裂，另外防渗措施失效使孔隙水压力增高，泥、页岩在地下水的作用下软化或泥化等，都有可能造成坝基抗滑稳定性进一步恶化。2.3坝肩岩体稳定性较低，随着孔隙水压力的进一步增大，其稳定性进一步恶化，或坝基中存在有抗剪强度低的土层，而造成的坝基和坝坡的坍滑，坝坡坍滑问题主要是因为促使坝坡滑动的力大于阻止其滑动的力。见图1-1。由图中可以看出，作用在滑动面aa1和bb1上压力的差值即：同样也可造成大坝的破坏.典型事例有我国四川省的陈食水库坍塌事件。2.5主要由于地震和水库诱发地震对坝基造成的破坏或损害，例如5.12汶川地震，唐山地震等致使震区大部份水利水电工程都遭到了一定程度的损害。3、施工措施3.1对地质缺陷采取的处理措施地质问题主要针对软弱结构面（断层、节理、裂隙、断裂破碎带等）发育的地基，其主要处理方法包括清基和固结灌浆。3.1.1清基清基是将坝基表部的软弱土层、风化卸荷破碎岩体、浅部软弱夹层等清除掉，使坝基位于比较完整新鲜的岩体或较致密坚实的岩体之上，根据建筑物类型和等级的不同，可以有不同的要求。3.1.2固结灌浆在软弱冲积砂砾岩层，节理裂隙发育岩体以及倾角较大的断裂破碎带或埋藏较浅的软弱夹层的地基，通常用固结灌浆来加密地基。灌浆孔一般按梅花形布置，孔距视浆液扩散的有效范围而定。通常为2-3m。孔深根据加固岩体的要求而定，一般不大于15m。在坝体混凝土浇筑之前，先对全孔段进行无盖重灌浆，对于浅表0-5m及低波速带，在上覆盖混凝土厚度一般≥7.5m，相邻坝浇筑高度一般6m，混凝土强度达到设计强度50%后，在混凝土仓面上进行有盖重加强灌浆。为防止岩石面或混凝土面抬动，固结灌浆原则上，一泵灌一孔，当相互串浆时，如串浆孔具备灌浆条件时，则一泵一孔同时灌浆，但并联孔数不多于3个，并控制灌浆压力，防止混凝土或岩体抬动。否则不得同时进行灌浆，应塞住灌浆孔，只留下一个孔灌浆，等灌浆结束后，再对串浆孔进行扫孔，冲洗，进行钻孔或灌浆。而灌浆压力应尽快达到设计值，并根据注入率，孔深，吸浆率进行调整。3.2针对渗漏问题采取的措施在水利水电建设中地基的防渗措施十分重要，它是防止地基的渗透变形、减少坝基扬压力对坝基稳定影响的重要手段。在我国主要以帷幕灌浆和设置防渗墙为主。其他防渗技术如高压喷射灌浆技术，湿磨细水泥灌浆法，干浆法等也得到了一定的发展、应用。笔者在此不做详细介绍。3.2.1帷幕灌浆帷幕灌浆法的实质是用气压、液压或电化学原理，把某些固化的浆液注入天然和人为的裂缝、孔隙，以改善各种介质的物理力学性质。帷幕灌浆的目的有：一、防渗，降低渗透性，减少渗流量，提高抗渗能力，降低孔隙压力。提高建筑的美观和使用寿命。三、加固，提高岩土的力学强度和变形模量，恢复混凝土结构及建筑物的整体性。混凝土由于配置材料的多样，能够提高自身的韧度。四、纠正建筑物偏斜，使已发生不均匀沉降的建筑物恢复原位或减少其偏斜度。帷幕灌浆应根据具体的地质条件和建筑物的规模进行设计，深度通常达到w≤0.01或w≤0.05的实际不透水层。孔距则由浆液扩散的有效范围确定，一般2-3m，排数一般为1-3排，排距1-2m。3.2.2防渗墙在砂砾层河床上修建土、石坝，如果基础下的不透水层埋深不大，坝基岩层有巨大断层破碎带，砂砾石层非常厚以及夹泥层严重时，常用混凝土防渗墙切穿砂砾石层，使心墙、防渗墙与不透水层连接起来，已达到防渗的目的。最常见的防渗墙措施有混凝土、沥青混凝土、黏土和钢盘等。4、结束语水利水电工程中，坝基的安全隐患给我们的生命财产安全产生了巨大威胁，由于施工中工程地质条件和水文地质条件的复杂性，确保坝基安全稳定成为当前岩土工程技术人员的首要难题。设计合理的施工方案，将在一定程度上大大减少因大坝垮塌所带来的灾害。参考文献：[1]张倬元.《工程地质分析原理》（m）.北京.地质出版社.2009.[2]苏红杰.《大岗山水电站11#坝段坝基固结灌浆技术应用研究》（j）.大科技.2012（18）.[3]王飞.《水利工程中大坝基础的处理措施》（j）.中国水运.2012（12）.[4]董治良.《坝基防渗漏处理技术探析》（j）.科技风.2012（7）.