小型重力壩設(shè)計(jì)-重力壩地基處理

重力壩的地基處理——重力壩地基處理的目的

由于受長(zhǎng)期地質(zhì)作用，天然的壩基一般都存在風(fēng)化、節(jié)理、裂隙等缺陷，有時(shí)也存在斷層，破碎帶和軟弱夾層等。因此，必須進(jìn)行地基處理。

風(fēng)化-使巖石發(fā)生破壞和改變的各種物理、化學(xué)和生物作用。一般可定義為在地表或接近地表的常溫條件下，巖石在原地發(fā)生的崩解或蝕變。

節(jié)理-是巖體受力斷裂后兩側(cè)巖塊沒(méi)有顯著位移的小型斷裂構(gòu)造。

裂隙-堅(jiān)硬的巖石在各種應(yīng)力作用下破裂變形而產(chǎn)生的空隙。有一定的張開(kāi)度。

斷層-巖層斷裂并沿?cái)嗔衙姘l(fā)生位移的一致構(gòu)造變動(dòng)形成破裂帶和軟弱夾層等缺陷滲流控制、強(qiáng)度控制、穩(wěn)定控制1.地基處理的目的經(jīng)過(guò)處理后壩基滿足下列要求：具有足夠的抗摻性，以滿足滲透穩(wěn)定，控制流量；具有足夠的強(qiáng)度，以承受壩體的壓力；具有足夠的整體性和均勻性，以滿足壩基的抗滑穩(wěn)定和減少不均勻沉陷；具有足夠的耐久性，以防止巖體性質(zhì)在水的長(zhǎng)期作用下發(fā)生惡化。

統(tǒng)計(jì)資料表明：重力壩的失事有40%是因?yàn)榈鼗鶈?wèn)題造成的。地基處理對(duì)重力壩的經(jīng)濟(jì)、安全至關(guān)重要，要與工程的規(guī)模和壩體的高度相適應(yīng)。

地基處理，包括下列措施：

開(kāi)挖與清理、固結(jié)灌漿、破碎或軟弱夾層的專門處理；

防滲帷幕灌漿；壩基排水等。2.地基處理的措施重力壩的地基處理——重力壩地基的加固處理目錄12壩基開(kāi)挖、清理壩基固結(jié)灌漿3壩基軟弱破碎帶的處理壩基開(kāi)挖、清理01壩基開(kāi)挖清理的目的是將壩體坐落在穩(wěn)定、堅(jiān)固的地基上。

壩基的開(kāi)挖深度應(yīng)根據(jù)壩基應(yīng)力情況、巖石強(qiáng)度及其完整性，結(jié)合上部結(jié)構(gòu)對(duì)基礎(chǔ)的要求研究確定。開(kāi)挖目的范圍：覆蓋層、風(fēng)化層、破碎帶。

要求：超過(guò)100m的高壩應(yīng)建在新鮮、微風(fēng)化或弱風(fēng)化層下部的基巖上；對(duì)一些中、小型工程，壩高100m～50m時(shí)，也可考慮建在微風(fēng)化或弱風(fēng)化上部～中部基巖上，對(duì)兩岸較高部位的壩段，其開(kāi)挖基巖的標(biāo)準(zhǔn)可比河床部位適當(dāng)放寬。開(kāi)挖范圍和要求壩體橫方向（順?biāo)鳎┓謱酉峦冢M可能略向上游傾斜。巖基向下傾斜時(shí)，開(kāi)挖成帶鈍角的大臺(tái)階狀。開(kāi)挖壩體縱方向（垂直水流方向），側(cè)向、兩岸穩(wěn)定，開(kāi)挖成足夠?qū)挼呐_(tái)階狀。開(kāi)挖后，在澆筑混凝土前，需進(jìn)行徹底的清理（松動(dòng)的巖層、突出的尖角）和沖洗（表面塵土和石粉），封堵原有的勘探鉆孔、井、洞等。三峽左廠房壩段建基巖面清理固結(jié)灌漿02混凝土壩工程中，對(duì)巖石的節(jié)理裂隙采用淺孔低壓灌注水泥漿的施工方法對(duì)壩基進(jìn)行加固處理，稱為固結(jié)灌漿。

灌漿的目的提高基巖強(qiáng)度和整體性，減少基巖受力后不均勻變形，降低地基透水性。三峽固結(jié)灌漿2.1固結(jié)灌漿概念2.2灌漿范圍高壩或巖基裂隙發(fā)育，全壩基灌漿；一般情況下在壩踵壩趾處灌漿。一般在帷幕灌漿范圍內(nèi)，先進(jìn)行固結(jié)灌漿，這樣可以提高帷幕灌漿的壓力。2.3灌漿孔布置灌漿孔深度：一般5-8m；帷幕上游區(qū)8-15m灌漿孔的間距：孔距、排距3-4m灌漿孔的排列形式：平面上作梅花形或方格形。灌漿孔的鉆孔方向：與主要裂隙面正交。2.4灌漿壓力灌漿時(shí)，先用稀漿，之后逐漸加大漿的稠度。在不擾動(dòng)基巖的前提下盡量大。無(wú)混凝土蓋重時(shí)為0.2～0.4MPa；有混凝土蓋重時(shí)為0.4～0.7MPa。向家壩固結(jié)灌漿基礎(chǔ)處理軟弱破碎帶處理03

壩基中存在較大的軟弱破碎帶（斷層、軟弱層、泥化層、裂隙等），由于其強(qiáng)度低，彈性模量小，可能引起壩基產(chǎn)生不均勻沉陷和壩體開(kāi)裂，危及大壩安全。破碎帶處理①破碎帶傾角較小，采用固結(jié)灌漿；②破碎帶傾角較大或與地面接近垂直時(shí)，在壩基面采用砼塞或混凝土拱。塞深為(1～1.5)破碎帶寬度。①對(duì)于淺埋的夾層，可采用明挖清除，再回填混凝土加固；②對(duì)于深層的夾層，視其對(duì)壩體穩(wěn)定和基礎(chǔ)沉降危害的程度，確定是否需要處理。如需要處理，可采用洞挖后回填混凝土的方法進(jìn)行加固。軟弱層處理為了阻止壩體沿軟弱夾層滑動(dòng)，可在下游壩趾處設(shè)置深齒、大型鋼筋混凝土抗滑樁或預(yù)應(yīng)力錨索等措施進(jìn)行加固。重力壩的地基處理——重力壩地基的防滲處理目錄12帷幕灌漿的定義帷幕灌漿的設(shè)計(jì)內(nèi)容

壩基防滲處理目的：為了防止?jié)B透破壞，降低壩基面的滲透壓力，減少壩基的滲透量。壩基及兩岸：采用水泥帷幕灌漿。

壩基：混凝土齒墻、防滲墻或水平防滲鋪面。

兩岸岸坡：采用明挖或洞挖后回填混凝土形成防滲墻

巖基表面裂隙發(fā)育：可用淺齒墻和帷幕灌漿相結(jié)合的辦法防滲處理措施：帷幕灌漿的定義01

帷幕灌漿——在靠近上游壩基布設(shè)一排或幾排深鉆孔（帷幕），利用高壓灌漿進(jìn)行充填。帷幕灌漿是壩基防滲最好的方法。

帷幕灌漿可降低滲透水壓力，減少滲流量，防止壩基產(chǎn)生機(jī)械或化學(xué)管涌。常用灌漿材料有水泥漿和化學(xué)漿。優(yōu)先采用水泥漿。要求：帷幕灌漿必須在澆筑一定厚度的壩體混凝土作為蓋重后進(jìn)行，從河床向兩岸，形成從左到右的一道防滲帷幕。帷幕灌漿的設(shè)計(jì)內(nèi)容022.1帷幕灌漿的深度根據(jù)基巖的透水性、壩體承受水頭和滲透壓力的要求來(lái)確定。當(dāng)壩基內(nèi)透水層厚度不大時(shí)，帷幕可穿過(guò)透水層深入相對(duì)隔水層3m～5m。

相對(duì)隔水層埋藏較深，帷幕深度通常為壩高的0.3～0.7倍。2.2帷幕灌漿的厚度應(yīng)當(dāng)定滿足抗?jié)B穩(wěn)的要求，即帷幕內(nèi)的滲透坡降不應(yīng)超過(guò)規(guī)定的允許值。帷幕厚度與灌漿排數(shù)有關(guān)。

高壩設(shè)兩排，中、低壩設(shè)一排，對(duì)地質(zhì)條件較差的地段還可適當(dāng)增加。2.3帷幕灌漿壓力帷幕灌漿必須在澆筑一定厚度的壩體混凝土作為蓋重后施工。

一般情況下，灌漿壓力應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)確定。

通常在帷幕表層不宜小于1.0～1.5倍壩前靜水頭，在孔底不宜小于2～3倍壩前靜水頭，但以不破壞巖體為原則。

水泥灌漿的水灰比由稀變稠。重力壩的地基處理——重力壩地基的排水處理目的：進(jìn)一步降低壩底面的滲透壓力。

因帷幕不能完全截?cái)酀B流，為進(jìn)一步降低壩底的滲透壓力，在帷幕后面設(shè)置壩基主副排水孔幕(鉆孔和設(shè)置基礎(chǔ)排水廊道)。

設(shè)置：設(shè)于防滲帷幕后；有時(shí)設(shè)有壩基面排水。主排水孔幕滲水排水孔幕排水溝集水井下游（抽排或自流）主排水管組成：排水孔幕一般設(shè)在基礎(chǔ)灌漿廊道的下游側(cè)。排水孔穿過(guò)壩體部分要預(yù)埋鋼管，穿過(guò)壩基部分待帷幕灌漿后才能鉆孔。位置：主排水幕可設(shè)1排，排水孔幕與防滲帷幕下游面的距離在壩基面處應(yīng)不小于2m。下傾：排水孔幕方向一般略傾向下游，與帷幕成10～15°夾角。1-壩基灌漿排水廊道；2-灌漿孔；3-灌漿帷幕；4-排水孔幕;5-排水鋼管；6-三通；7-預(yù)埋鋼管；8-壩體間距：排水孔孔距為2～3m，孔徑約為150～200mm（不宜過(guò)小，以防堵塞），孔深一般為帷幕深度的0.4~0.6倍，高、中壩的排水孔深不宜小于10m。次孔，1-2排，為主孔（1/2-2/3）主孔，一排，深（0.3-0.7）H,入隔水層3-5m，孔距1.5-3m防滲帷幕和排水孔幕布置

1-壩基灌漿排水廊道；2-灌漿孔；3-灌漿帷幕；4-排水孔幕；5-排水鋼管；6-三通；7-預(yù)埋鋼管；8-壩體副（輔助）排水孔幕滲水-輔助排水孔-縱向排水廊道-集水井-水泵下游。橫向排水廊道位置：若基巖裂隙發(fā)育，可在主排水幕下游壩基巖表面上設(shè)置由縱、橫廊道或排水溝、管組成輔助排水系統(tǒng)，增肌排水效果和可靠性。排數(shù)：視壩高可定。高壩2-3排，中壩1-2排。排水孔：3-5m，6-12m重力壩的地基處理——重力壩兩岸地基處理若岸坡平緩穩(wěn)定，岸坡壩段可直接建在開(kāi)挖的岸坡基巖上；

當(dāng)河岸較陡，又有順坡剪切裂隙時(shí)，要校核岸坡沿裂隙的穩(wěn)定性，必要時(shí)應(yīng)開(kāi)挖削坡，若開(kāi)挖量大，也可采用預(yù)應(yīng)力錨系鋼筋固定岸坡。

若岸坡較陡，但基巖