浅析大坝地基处理措施

摘  要：大坝基础施工质量好坏决定大坝是否安全可靠，实践证明，大多数失事水利工程均与坝基有关。因此，对坝基的加固和防渗研究至关重要，本文重点对坝基的加固处理技术进行详细论述，为类似工程应用提供借鉴。

关键词：坝基;帷幕灌浆;固结灌浆

中图分类号：TV223  文献标识码：A     文章编号：2096-6903（2019）03-0000-00

0 引言

我国的水利工程建设规模宏大（如三峡大坝、紫坪铺水电站），水平位居世界前列。实践证明无论是新建、扩建、改建工程或病险水库的加固维护都涉及使用到灌浆技术对地基进行加固或防渗处理，以确保大坝的安全运行。

实践证明，只有新建坝基处理合格大坝的安全才有保障;倘若坝基处理不到位，日后运行过程中将存在较大安全隐患。大坝完工投入运行后，坝基处理困难，维护成本也较高。

对于岩石基础或砂烁石基层，坝体设计均要求对坝基进行可靠防渗处理，确保坝基具有良好的防渗性、足够的耐久性和一定程度的均质性。但天然岩石或砂烁石层很少具备这些条件，所以常需对坝基进行处理，改善它的各项性能，如果遇到软弱、破碎、多裂隙、节理发育、渗透性大、地质条件较差的大坝地基岩石，则更需进行处理，使之适应筑坝工程的需要。

地基处理的灌浆浆液包括：悬浮浆液与真溶液。前者如水泥、粘土、沙与水拌制的浆液，其颗粒处于分散悬浮状态;后者由化学浆材如环氧树脂、聚脂、丙烯酸盐等制成的浆液。灌浆时将已配好的浆液，借用机械（或浆自重）对之施加压力，通过钻孔或其他设施，压送到需要灌浆的部位，（如大坝基岩石裂隙或砂烁石地基的孔隙，隧洞周围岩石的裂隙，隧洞寸砌与围岩之间的空隙，混凝土大坝坝体接缝，以及水工建筑物混凝土缺陷中的孔洞或裂隙等）。灌浆实质就是填满这些节理裂隙、孔隙、孔洞和裂缝，形成结石，从而起到固结、粘合、防渗、提高承载强度和抗变形能力，以便实现应力的有效传递。

按照灌浆的作用可分为：固结灌浆、帷幕灌浆、回填灌浆和接触灌浆。帷幕灌浆的目的是为了防渗漏，降低坝底的扬压力;固结灌浆的目的是为了提高坝基的整体性、均匀性与承载能力。

固结灌浆与帷幕灌浆正式施工之前均应选择有代表性的坝段进行灌浆试验，根据灌浆试验的相关参数和灌浆效果，结合现场施工实际情况，实施灌浆作业，确保灌浆质量满足设计要求。

灌浆试验的工程量虽然不大，但工序复杂，应严格按照规范及设计要求的次序施工，因施工场地小，使用钻机数目受限，工期可能較长。

1 试验段选址

1.1 帷幕灌浆试验地段选择

帷幕灌浆试验地段可以选在拟建的防渗帷幕上游部位。当帷幕灌浆实验完毕后，即使灌浆质量未达到要求，也不影响将来防渗帷幕的施工。由于这种灌浆是探索与试验性的，失败的可能性也较高。帷幕灌浆还可以起到帷幕前深孔固结作用，有利于坝基的防渗。如果地质条件比较简单，对灌浆质量有把握时，灌浆试验地段也可造在拟定的防渗帷幕线上，这样，所得到的结果更符合实际地质条件。

1.2 固结灌浆试验地段的选择

试验场地应具有代表性，选取的试验场地应能充分反映实际施工的地质条件，当在工程建设部位进行试验时，应对试验工程的利用与永久工程灌浆的衔接做好安排，不宜进行破坏性检查。

地段数因目的与地质条件的不同而各异，应该依照实际情况，选择几个有代表性的地段进行试验。

2 灌浆孔布置

灌浆试验孔布置形式，主要根据水工建筑物对基础的要求、灌浆试验的目的及基岩的地质条件而定。

（1）对帷幕灌浆有单孔、单排孔直线式（分为同次序等距孔形式和同次序不等距孔形式）、双排孔形式、三排孔形式等。

对于三排钻孔组成的灌浆帷幕来说，此种形式的试验具有一定代表性。

（2）固结灌浆孔采用简易布孔形式（如正三角形、方格形、双三角形）;

灌浆试验施工必须遵循逐渐加密原则进行，即首先将第I次序孔钻灌完后，再开始第II次序孔的钻进工作。但当钻孔的深度较大时，这样做耗费时间，因此，也可采取相邻两次序的钻孔在高程相差3～4段的情况下，采用同时钻进的方法。这样做将有利于质量的检查和对资料的分析。

灌浆试验施工工序由于目的不同、地质不同，采用的方法也不相同，冲洗方法也不一样。一般按下列顺序进行即：1.钻孔→2.冲洗→3.简易压水→4.灌浆→5.待凝后重新钻开原灌浆段→6.冲洗后再做简易压水检查→7.检查，检查合格后再开始钻进下一段。

简易压水的压力大小、压力阶段、稳定时间长短等问题均应结合灌浆地区的地质条件及坝工设计的灌浆要求、目的而定。工序5～7并非是必要的，应视灌浆试验目的而定，其主要作用是检查灌浆材料是否合宜，可以在个别或少数灌浆试验孔中进行，若无此项要求，可以不做。

灌浆压力对控制和提高灌浆质量相当重要，一般情况下，使用较高压力是有利的，但也不能过大。若使用压力过大，有时会使岩石裂隙扩宽，甚至产生新的裂隙，使原来的地质条件恶化，或使坝体和岩石产生较大的抬动变形，发生新的问题，也有可能将浆液灌压到应灌浆的区域以外，造成浪费，污染环境。

灌浆试验施工完成后，待浆液终凝后14天，方可进行压水试验检查，以检验灌浆试验效果。

帷幕灌浆试验常用的检查方法是在试区适当的位置钻设检查孔，自上而下逐段进行压水试验。全孔压水试验完成后，自下而上分段灌浆，进行检查。有时需要进行三种压水试验：（1）防渗性能检查;（2）耐久性能检查;（3）破坏性能检查。对于一般性的帷幕检查，一般只做前一种或前两种压力水试验。检查孔不仅提供压力水试验成果检查，还可根据检查孔灌入岩石内的水泥多少，来验证灌浆试验质量;也可通过观察孔中取出的岩心，视岩心上有无水泥结石、裂隙充填情况、密实性和强度及完整程度，判断灌浆试验质量。

必要时还需配合其他方法，包括测定岩石的弹性波速或做弹性模量试验。对试验数据进行整理，编写灌浆试验报告，为工程施工提供依据。

参考文献

[1] 李茂芳，孙钊.大坝基础灌浆[M].北京：中国水利水电出版社，1987.

[2] 刘祥柱.水利水电工程施工[M].郑州：黄河水利出版社，2009.

收稿日期：2019-06-16

作者简介：杨洪军（1979—），男，四川广安人，本科，工程师，主要从事公路、水利水电工程建设的现场施工技术、质量、安全管理等工作。

About Dam Foundation Treatment Measures

YANG Hongjun

（Sinohydro Bureau 5 Co.，Ltd， Chengdu  Sichuan  610081）

Abstract： The construction quality of the dam foundation determines whether the dam is safe and reliable. It has been proved that most of the water conservancy projects are related to the dam foundation. Therefore， it is very important for the reinforcement and anti-seepage of dam foundation. This paper focuses on the reinforcement technology of dam foundation in detail， hoping to play a reference role for the peers.

Keywords： Foundation of Dam;Curtain grouting;Consolidation grouting