面板堆石壩 壩基與岸坡處理

1、3 壩基與岸坡處理3.1 一般規(guī)定 本條強(qiáng)調(diào)混凝土面板堆石壩壩基與岸坡處理的重要性。壩基的穩(wěn)定和安全是保證面板壩正常運(yùn)行的先決條件，趾板地基又是面板壩防滲的關(guān)鍵部位。而且由于壩基與岸坡處理系隱蔽工程，若處理不當(dāng)不僅直接影響壩的安全，亦較難補(bǔ)救，甚至拖延工期和增加投資。因此，本條提出對壩基與岸坡的處理，必須按設(shè)計要求與有關(guān)規(guī)范認(rèn)真施工，并應(yīng)特別注意趾板地基的處理。工程實踐表明，地質(zhì)勘察工作不僅僅限于設(shè)計階段，而且要延續(xù)到施工階段。在施工期間，對壩基與岸坡的開挖清理，常會發(fā)現(xiàn)一些新的地質(zhì)問題，有時甚至還會發(fā)現(xiàn)重大地質(zhì)問題。為此，本條還強(qiáng)調(diào)在壩基與岸坡處理過程中，應(yīng)有地質(zhì)人員參加，如實、準(zhǔn)確地進(jìn)行地

2、質(zhì)描繪、編錄及整理。如發(fā)現(xiàn)新的地質(zhì)問題，應(yīng)及時研究處理。使壩基與岸坡處理符合客觀實際情況，確保工程質(zhì)量。 在面板堆石壩施工中，岸坡附近的截流排水是一個普遍存在的問題，不加處理或處理不當(dāng)就可能造成墊層沖蝕破壞。哥倫比亞壩高148m的薩爾瓦興娜壩，在施工過程中曾發(fā)生雨水嚴(yán)重沖蝕上游墊層的問題，為修補(bǔ)工作帶來很大困難。事后，在緊靠趾板外緣設(shè)置了擋坎，并在斜坡上修建木制導(dǎo)流槽。當(dāng)被沖蝕的區(qū)域重建時，又遇到一場暴雨，兩小時達(dá)60mm。由于已采取上述防護(hù)措施，因而沒有引起什么問題。如安其卡亞及西北口工程，在施工中也發(fā)生過類似問題。據(jù)此，本條特別提出在岸坡處理時，應(yīng)采取截流排水等措施，如在趾板外緣砌筑臨時擋

3、坎，或在岸坡上修筑專門排水系統(tǒng)，以防止岸坡暴雨徑流對上游壩坡及墊層造成沖蝕破壞。3.2 壩基與岸坡開挖 已建成的面板壩工程都十分重視趾板部位的地基定線與開挖，趾板最終定線是在施工過程中完成的。為了獲得地質(zhì)條件較好、開挖與處理工程量較省的趾板線，有時還需要對壩軸線進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整修改。 兩岸巖石岸坡的趾板地基開挖清理，要力求連續(xù)平順，目的在于避免因地基突變而引起不均勻沉陷，導(dǎo)致面板局部應(yīng)力集中。1986年，泰國的高蘭壩(高130m)，在成功地運(yùn)行2年以后，突然發(fā)生裂縫事故，引起嚴(yán)重漏水。1986年7月對面板檢查，發(fā)現(xiàn)面板裂縫位于較高凸起的巖石附近，該凸起巖石明顯地將堆石體分成兩個部分。裂縫幾乎從上

4、至下貫穿面板，裂縫最大寬度達(dá)7mm。產(chǎn)生這些裂縫的原因是，巖石突起的兩側(cè)與凸起的上方的沉陷不同所致。對于趾板上游岸坡開挖揭露的巖石，如裂隙發(fā)育、風(fēng)化速度較快時，必須采取噴水泥砂漿或噴混凝土的保護(hù)措施，以防止巖石表面風(fēng)化、波浪淘刷等的破壞。 本條內(nèi)容系綜合國內(nèi)外面板堆石壩壩體下覆蓋層處理的資料提出的。如我國1988年建成的壩高58.5m的關(guān)門山壩，壩軸線下游的河床砂礫石覆蓋層，經(jīng)勘查無軟弱夾層存在，予以保留。壩軸線上游部分，最初根據(jù)面板應(yīng)力分析結(jié)果，考慮到壩基沉陷對面板影響較大，故原計劃將該部位26m厚的河床砂礫石覆蓋層全部清除；但在施工中發(fā)現(xiàn)，沉積于河床部位的砂礫石非常密實，將其挖除而換填以堆

5、石料并無必要。我國壩高95m的西北口面板壩，經(jīng)坑探與趾板基礎(chǔ)開挖，查明河床覆蓋的78m厚的砂礫石層沒有淤泥及粉細(xì)砂層。根據(jù)試驗結(jié)果，砂礫石不僅級配優(yōu)良而且變形模量大于堆石。因此，確定僅挖除靠近趾板50m范圍的砂礫石覆蓋層。澳大利亞1971年建成的110m高的塞沙那壩，保留了堆石壩體下6m厚的砂礫石覆蓋層。這是因為考慮到砂礫石比較完好，并且在蓄水前大壩重量可以使其固結(jié)。根據(jù)監(jiān)測結(jié)果，壩的運(yùn)行性態(tài)良好。哥倫比亞1985年建成的壩高148m的薩爾瓦興娜壩，壩基為厚約30m的沖積層，原決定全部挖除。但在開挖上游圍堰基礎(chǔ)時，發(fā)現(xiàn)沖積層為密實的砂礫石，與壩體內(nèi)用振動碾壓實的砂礫石相近，可作為壩基承載層，確

6、定直接在沖積層上填筑壩體。蓄水以來變形較小，運(yùn)行情況良好上述已建工程的實踐表明，對面板壩堆石壩體下的覆蓋層，應(yīng)改變過去一概挖除的過高要求，先布置方格網(wǎng)點(diǎn)，勘探查明覆蓋層的組成及其性狀，是否有淤泥、泥炭、粘土和細(xì)粉砂層，通過試驗測定砂礫石層的密實度、級配與有關(guān)力學(xué)指標(biāo)，再確定開挖范圍與深度。3.3 基巖防滲處理 趾板地基承受的水力梯度最大，因此，除對地基進(jìn)行固結(jié)和帳幕灌漿以外，還必須對趾板部位巖石節(jié)理和裂縫進(jìn)行嚴(yán)格的處理?；鶐r表面節(jié)理和裂縫中，一般有充填物，承受水力梯度的能力不高，需要清除充填物后，灌入水泥漿或水泥砂漿，以提高其抗沖蝕能力。地基開挖好后，進(jìn)行嚴(yán)格沖洗，不應(yīng)留有任何松散顆粒，目的是

7、使趾板混凝土與巖石牢固結(jié)合。當(dāng)巖石節(jié)理、裂隙比較發(fā)育，會引起嚴(yán)重滲水時，需要澆筑混凝土蓋板或噴射混凝土；為防止細(xì)料被滲漏帶出，蓋板后還需鋪設(shè)反濾料。只有這樣才能保證趾板地基承受大的水力梯度。 本條規(guī)定對與趾板相交的斷層或破碎帶必須按設(shè)計要求進(jìn)行處理，主要是消除它在滲漏、管涌與溶蝕等方面的危害。順河向的斷層、破碎帶常是庫水滲漏的通道，必須予以特別注意。 趾板基礎(chǔ)的灌漿是為了減小通過趾板基礎(chǔ)的滲漏量，保證地基的穩(wěn)定性，要求通過灌漿截斷滲流通道及加固可能發(fā)生浸蝕的地層。因此，灌漿作業(yè)除嚴(yán)格遵守水工建筑物水泥灌漿施工技術(shù)規(guī)范(SDJ21081)外，還提出了三點(diǎn)要求：(1)面板堆石壩的趾板即為灌漿的蓋板，因此，只有在趾板混凝土澆筑并達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度后，才能在其上進(jìn)行灌漿施工。為便于灌漿鉆孔，防止破壞趾板鋼筋，根據(jù)國內(nèi)外經(jīng)驗，趾板宜預(yù)留灌漿孔。(2)如果在水庫蓄水后再進(jìn)行灌漿施工，將是一項復(fù)雜和困難的工作。在上游