浆砌石拱坝地基处理技术探讨

陆章楚

（福建省天禹建设工程有限公司，福建 宁德 352100）

作为坝型的一种表现形式，浆砌石拱坝有着突出的经济性、以及安全性优势，因此得到了极为广泛的应用。在相对复杂的工程地质条件下，为确保浆砌石拱坝施工的安全实施，需结合工程地质情况，采取可靠的地基处理方案。

1 浆砌石拱坝工程地质条件分析

在浆砌石拱坝施工前期的准备工作中发现，待建区域存在的工程地质问题比较突出，关键问题是：在区内分布有4条大断层（F），4条小断层（f），且缓倾斜角角度裂隙（L）有 6条。上述相关断层及裂隙表现情况概括如下。

1.1 大断层裂缝分布的表现形式

F(1)断层与浆砌石拱坝所建区域河床间隔距离为485.5m，与浆砌石拱坝坝体基础呈直穿关系。工程施工作业现场测定此区域断层宽度在 2.5～3.0m方位之内，断层上盘区域存在闪长岩脉侵入，破碎程度较高。断层接触面具备区域充填一定的泥质成分，泥质厚度在0.5～2.2m范围之内。该断层下盘区域填充有石英脉以及碎裂岩成分，整体宽度在25.8～38.5cm范围之内。

F(2)断层与浆砌石拱坝所建区域河床间隔距离为480.0m，与浆砌石拱坝坝体基础呈直穿关系。工程施工作业现场测定此区域断层宽度为1.5m，闪长岩脉充填其中，且表现出了良好的接触溶结性能，侵入规律不规则。

F(3)断层与浆砌石拱坝左侧岸间隔距离为510.0m，与浆砌石拱坝坝体基础呈直穿关系。工程施工现场测定此区域断层破碎带宽度在 2.4～3.0m范围内，碎裂岩充填其中。断层上盘区域、下盘区域可见厚度在 1.5～3.0cm内的石英脉以及方解石脉组成，整体破碎程度高，内部含有石英脉，呈断续式充填状态。

F(4)断层与浆砌石拱坝左侧岸间隔距离为500.0m，与浆砌石拱坝坝体基础呈直穿关系。工程施工现场测定此区域断层破碎带宽度在 1.3～1.5m范围之内，碎裂岩充填其中。断层下盘岩脉分布为全风化至强风化状态，石英脉及方解石脉测定厚度为 1.5cm。断层下盘区域岩体结构完整性程度高，断层上盘区域岩体结构裂隙发育成熟。

1.2 小断层裂缝分布的表现形式

F(1)断层与浆砌石拱坝所建区域右侧岸间隔距离为 520.0m，与浆砌石拱坝坝体基础呈斜穿关系。工程施工作业现场测定此区域断层破碎带带宽在2.5～10.0cm范围内，当中有部分岩屑与破裂岩体填充其中。

F(2)断层与浆砌石拱坝所建区域右侧岸间隔距离为530.5m，与浆砌石拱坝体基础呈斜穿关系。工程施工作业现场测定此区域断层破碎带带宽在8.5～15.0cm范围内，当中充填破裂岩体及断层泥成分（断层泥厚度为0.6cm）。该断层下游区域逐渐自岩体演变为裂隙状态。

F(3)断层与浆砌石拱坝所建区域右侧岸间隔距离为535.0m，与浆砌石拱坝坝体基础呈直穿关系。工程施工作业现场测定此区域断层破碎带厚度在15.0～25.0cm范围内，其中充填部分裂岩成分以及碎泥质成分，局部区域泥层厚度达到17.0cm。

f(4)断层与浆砌石拱坝所建区域右侧岸间隔距离为 530.0m，与浆砌石拱坝坝体基础呈斜穿关系。工程施工作业现场测定此区域断层破碎带带宽在10.0～20.0cm范围内，其中填充泥质与碎裂带。

1.3 缓倾斜角裂隙分布的表现形式

浆砌石拱坝坝体基础节理裂隙发育程度较高，裂隙表面含有一定比例的铁锰质渲染成分，裂隙中主要构成成分包括岩屑、以及泥质。其中岩屑占绝大部分比例，泥质为少部分。浆砌石拱坝坝体两岸裂隙多表现为自北向西走向的较大倾斜角角度裂隙，面向河床呈现出倾斜性状态。

工程作业现场测定结果显示：此区域内发育有6条呈现缓倾斜角度的裂隙（L1、L2、L3、L4、L5、L6），面向河床下游区域倾斜。具体的倾斜角角度在10°～35°范围之内。此区域内的抗剪断强度数据如下表所示（见表1）。

表1 抗剪强度数据示意表

结合上述数据分析，在浆砌石拱坝当中，断层、以及裂隙的出现会对整个浆砌石拱坝布置产生极为不利的影响。左侧岸所对应的地质条件无法满足浆砌石拱坝施工对地基基础的相关要求。同时，浆砌石拱坝坝基自身的地质条件也会对浆砌石拱坝的稳定性产生极为不良的影响。从这一角度来说，正确处理浆砌石拱坝在施工过程中，断层带以及不良地基状态影响下，坝肩开挖作业以及地基基础处理作业方面的相关问题，确保地基承载力能够得到稳定提升，此项工作内容需要在浆砌石拱坝施工前期作业中加以特别关注。

2 浆砌石拱坝地基处理方案分析

综上所述，通过对该浆砌石拱坝施工区域相关地质条件的分析得知，为了最大限度的保障浆砌石拱坝施工质量和安全性，必须预先做好对施工区域内的地基处理工作。所选取的地基处理方案需要确保整体性和稳定性，同时还要保障实际运行期间的抗滑安全性。此外，经过处理后的地基要求具有足够的强度以及刚度，能够有效承受拱坝所传递的各种荷载作用力，且将变形控制在允许限值之内。在当前技术条件支持下，浆砌石拱坝地基处理措施主要包括挖除破碎岩体、接触灌浆、固结灌浆、基坑形状控制、坝基排水、预应力锚固以及防渗帷幕等几种类型。实际选择中，需要根据坝址所处区域的具体体制条件加以研究，遵循坝体与地基间的对应关系。结合该工程实际，在地基处理过程中，需要重点关注以下几个方面的问题。

（1）对浆砌石拱坝基础区域内所覆盖的主要断层带以及裂隙区域进行综合处理。

（2）对浆砌石拱坝坝基进行必要的灌浆处理。

2.1 对关键断层带以及裂隙区域进行综合处理

对于大断层F(1)、F(2)而言，需要对上述断层带破裂带进行必要的槽挖处理。槽挖过程中的开挖深度需控制在 1.5×断层宽度。同时，在现场施工人员对泥质成分以及高岭土进行充填处理的基础之上，还需要应用高压水枪，对混凝土进行必要的冲洗以及回填处理。对于大断层F(3)、F(4)而言，考虑到上述断层带所充填岩石结构破碎程度较高，因此在地基处理的过程当中，需要对破碎性岩石进行挖除处理。同时，还需要在槽挖基础之上，完成对混凝土的回填作业。对于小断层f(1)、f(3)而言，考虑到上述两小断层的断层走向与浆砌石拱坝坝体轴线保持近似垂直的对应关系，且与小断层f(2)表现为相互切割的动作状态，因此，在施工过程当中，需要预先对破碎带中不稳定性的棱体进行挖除处理，最后通过槽挖的方式，完成对混凝土的回填操作。针对倾斜角角度较为平缓的小断层f(2)、f(4)而言，在地基处理的过程中，首先需要对断层上盘区域进行撬挖处理，在完成岩体填充物掏挖作业的基础之上，应用高压水枪设备进行冲洗，并完成对混凝土三角垫块的回填作业。

对于裂隙 L1～L6而言，需要在对其进行刻槽处理的基础之上，以高压水枪进行冲洗，回填混凝土。针对覆盖有铁锰质的坝基面，需要预先对其进行凿毛处理，以确保回填有效与可靠。

2.2 对基础性区域进行灌浆处理

为确保浆砌石拱坝坝体作业的安全与可靠，还需要对浆砌石拱坝坝基进行固结灌浆处理。在使用固结灌浆方案对地基进行处理的过程中，固结灌浆所对应的范围、孔深、孔距、孔向均需要结合坝址所处区域的基岩裂隙情况、受力条件以及坝体拱座变形控制要求等方面加以综合考虑，并有针对性地进行选取。灌浆处理过程中的灌浆孔孔距、排距应当控制在3.0m，与之相对应的孔深深度也当设定在5.0～8.0m范围内，布置方式则可选用梅花形。由于本区域内的坝体拱座坡度较高，为此，对区域进行灌浆处理的过程中，预先浇盖重混凝土，以达到保障灌浆效果的目的。浆砌石拱坝坝体上游侧向位置需要设定一排完整性的帷幕灌浆孔（孔距设定参数为 2.0m）。同时，针对浆砌石拱坝坝体右侧区域500.0～510.0m，515.0～535.0m范围内，还需要增设相应的帷幕灌浆孔（孔间距为2.0m）。

3 结 论

总而言之，浆砌石拱坝的地基处理是一项较为复杂且系统的工作，本文通过对大断层、小断层以及缓倾斜角的裂缝分布情况进行分析，进而有针对性地提出浆砌石拱坝地基的处理方案。在实际施工过程中，应当采取科学合理、切实可行的技术措施确保工程质量，这样才能保证浆砌石拱坝的稳定性和安全性。

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