水利水电大坝工程基础处理的重要性及设计方法

张丽霞 延安市地下水工作队

水利水电大坝工程基础处理的重要性及设计方法

张丽霞 延安市地下水工作队

水利水电大坝工程项目的建设，与我国的水利发电、民生利益等方面息息相关，水利水电大坝工程项目的建设质量在一定程度上决定了水利水电能否发挥出良好的作用。而水利水电大坝工程基础处理的设计作为水利水电大坝工程项目建设过程中重要的组成部分，因此在设计过程中需要注重基础处理的设计质量与效果。本文先对水利水电大坝工程基础处理的重要性进行了论述，并对其特点、难点进行了分析，从而提出了水利水电大坝工程基础处理设计的具体方法。

水利水电 大坝工程 基础处理 重要性 设计方法

一、前言

随着我国社会经济的快速发展，在一定程度上对水利水电大坝工程的建设也提出了更高的要求。而水利水电大坝工程基础处理作为一项系统而又复杂的工作，为了能够有效的保障基础处理的成效，需要在进行具体的设计工程中加强其设计方法的研究，并且意识到水利水电大坝工程基础处理的重要性，从而有助于提高我国水利水电大坝工程基础处理的设计水平。

二、水利水电大坝工程基础处理的必要性与特点、难点

（一）水利水电大坝工程基础处理的必要性

水利水电大坝工程基础处理作为大坝的核心部分，需要在水利水电大坝工程的建设过程中，有效的保障基础处理设计质量，从而能够满足于水利水电工程所在的地域的水文条件要求。同时由于水利水电大坝工程是一项非常重要的工程，不仅对工程质量要求高，而且投资比较大，基础处理设计在一定程度上决定着整个水利水电大坝工程质量，因此，在水利水电大坝工程建设过程中，加强对基础处理的设计具有一定的重要性。

（二）水利水电大坝工程基础处理的特点

1.安全性

在进行水利水电大坝工程的建设过程中，往往会面对比较复杂的地质条件与水文环境，同时在工程的建设中会面临很多无法确定的因素，由于对不确定因素的检测与控制比较复杂，从而使得在建设过程中对水利水电大坝工程基础处理的设计提出了更高的要求，以此来有效的保障基础处理的安全性，否则会由于基础处理设计的不当而影响到其抗灾能力，因此，水利水电大坝工程基础处理具有一定的安全性。

2.复杂的技术

水利水电大坝工程在建设过程中不仅在面临复杂的水文环境与地质条件，而且还需要承受不同基础结构的荷载，因而使得在水利水电大坝工程基础处理设计过程中会存在很多可变的因素，特别是在水利水电大坝工程基础处理的时候，需要落实好对实际施工场地的勘探工作，如果工作技术需要，还可以对施工现场进行实验，以此来有效的检验基础结构所具的特点。

3.工程质量评价困难

在水利水电大坝工程中具有非常明显的延时特点，因而对于施工现场的检测与实验，对于整个水利水电大坝工程的验收具有一定的困难，水利水电大坝工程的质量好坏与可靠性，只有在投入到实际的运作当中才能够知道与了解，由于水利水电大坝工程投资比较高，项目比较复杂化，往往投入使用之后再进行后期的返修则存在一定的困难，因此使得水利水电大坝工程基础处理具有工程质量评价困难的这一特点。

4.施工周期短

通常情况下，水利水电大坝工程基础处理会在水位比较浅或者在枯水期进行施工建设，由于受到这些外界环境因素的影响，从而使得水利水电大坝工程基础处理的施工周期比较短，而且在这个阶段，除了要完成基础处理设计之外，还需要完成其他的施工任务，因而在短暂的施工周期内进行基础处理工作就比较困难。

（三）水利水电大坝工程基础处理的难点

水利水电大坝工程基础处理不仅是一项系统而又复杂的工作，而且工程量大、工程程序比较繁多，因而导致了在水利水电大坝工程基础处理设计过程中存在许多的难点，具体表现在以下几个方面：第一是技术方面的问题，通常情况下，水利水电大坝工程的建设施工会选择在河谷或者是距离城市比较远的一些山林地区，由于这些外部环境影响因素，而使得水利水电大坝工程基础处理过程中存在很多可变的因素，因此，这就对水利水电大坝工程基础处理设计提出了很高的要求，如果在水利水电大坝工程基础处理设计过程中缺乏对整个水利水电大坝工程建设的全面考虑，或者是在具体的施工过程中产生偏差，将会直接影响到水利水电大坝工程的质量，同时也会为工程的使用留下一定的安全隐患；第二是有限的施工时间方面，由于在水利水电大坝工程基础处理施工过程中，时间的不充分，其主要原因是在进行水利水电大坝工程基础处理的建设时，为了能够实现对水资源的有效利用与开发，只能够选择在枯水期进行水利水电大坝工程的建设，从而有效的保证水利任务，而由于枯水期的时间是一定的，这就使得水利水电大坝工程基础处理的建设时间非常不足，很难在短暂的时间里完成如此大的任务量，与此同时，还需要保障水利水电大坝工程的建设安全。在一定程度上为水利水电大坝工程基础处理的具体施工提高了难度，同时也增加了工程建设的施工成本；第三是对水利水电大坝工程质量的评估方面的难点。对于水利水电大坝工程整个项目的评估，只有等大坝建设完成之后方能对其质量进行评估，而很多的水利水电大坝工程的基础处理项目都属于是隐蔽性的工程，因此在工程建设竣工之后对其进行质量评估也存在一定的困难性。如果已经投入使用的水利水电大坝工程项目在正常的运行之后出现问题时，再对其进行维修处理的难度将会增加，除了需要一定的资金之外，还需要具备很高的基础处理技术。

三、水利水电大坝工程基础处理设计方法

（一）岩层加固

由于在水利水电大坝工程的坝基岩层中存在软弱夹层的问题时，往往会导致水利水电大坝工程的基础承载能力比较差，针对这些特殊情况下的基础，具有很弱的稳固性与承载能力，在进行水利水电大坝工程基础处理设计时需要采用一定的解决方法，对工程项目所处的基础岩层进行加固的设计方法，而常用的方法就是固结灌浆的方法，既能够让工程项目所处的基础岩层的强度增强，而且还能够有效的改善基础的防渗透性。而在具体的水利水电大坝工程基础处理设计过程中，需要对其施工过程中所影响的因素进行全面的考虑，并有效的做好固结灌浆的分析与设计，从而有效的保障水利水电大坝工程基础处理的合理性与科学性。例如在进行具体的水利水电大坝工程基础处理设计时，可以通过对两岸拱肩的重力坝进行合理化的分配，然后再进行针对性的固结灌浆的施工处理，与此同时，把拱座的下游作为集中的区域，并在这个选定的集中区域进行合理化的扩大其处理范围。一般情况下，固结灌浆的处理范围设计为15米至25米之间，同时还要有效的结合水利水电大坝工程的坝基的应力状态，根据其不同的位置，进行不同深度的固结灌浆处理方法。

（二）开挖方式

在进行水利水电大坝工程基础处理的设计过程，一般情况下都是采用了台阶式的开挖，而在具体的设计过程中，又会因台阶的自身高度与宽度，影响到水利水电大坝体的稳定条件与抗滑性安全。因此在具体的基础处理设计时，应当有效的保证台阶的宽度占到坝底宽度的百分之五十左右，而相邻的两个台阶高度差一般在十米左右的范围。在进行开挖方式的设计时，为能够有效的保障水利水电大坝工程基础处理坝体的稳定性与平衡性，需要把坝基改为向上游倾斜七度，从而实现对其的保护作用。

（三）裂缝问题

裂缝同样是在水利水电大坝工程基础处理施工过程中比较常见的一种质量病害，因而在基础处理设计过程中要特别的注意。具体的处理设计方法有开挖回填与裂缝灌浆两种方法。如果是开挖回填的方法，主要用于土石坝基础中有细小的裂缝，通过在细小的裂缝中注入泥浆，就能够有效的对具有裂缝的坝体起到一定的加固与处理作用，特别是对于贯穿性的裂缝。如果是裂缝灌浆的处理方法，则是在裂缝中灌入浆液，施工起来非常的方便，而且工程量也非常的小，但同样也能够对坝体起到防渗加固的效果。总而言之，如果是水利水电大坝工程的坝体出现较深的裂缝时，最好选择是裂缝灌浆的处理方法，如果缝隙比较浅时，则可以采用开挖回填的方式，但无论采用哪一种的基础处理设计方法，都应当与实际的施工情况相结合，从而有助于提高水利水电大坝工程基础处理的防渗加固效果。

（四）滑坡问题

滑坡作为水利水电大坝工程基础处理设计过程中重要的一个问题，因此在设计过程中同样也要重视。水利水电大坝工程中之所以出现滑坡现象，主要是由于基础中的土石坝在外界自然环境的作用之下，导致土石坝发生严重的变形情况，从而形成滑坡现象，在一定程度上影响着水利水电大坝工程基础处理的结构安全。因此，在进行水利水电大坝工程基础处理设计的过程中，要对其进行加强处理，例如对水利水电大坝工程中的土石坝进行全面的观察，同时与实际的土石坝情况相结合，并通过对具体的土石坝地质进行勘察，从而有助于对其进行分析，并总结出发生滑坡的原因，根据原因采取相应的加固措施，有效提高土石坝的抗滑能力。例如可以在水利水电大坝工程基础处理设计中设置一些抗滑桩、抛石固脚阻滑等方式，从而有效的提高水利水电大坝工程的稳定性。除此之外，还要在日常的工作中加强对土石坝的维护与处理工作，从而有效提高基础处理设计水平。

（五）渗漏问题

渗漏作为水利水电大坝工程基础处理设计过程中常见的一个问题，如果在水利水电大坝工程建设中出现有渗漏现象，不仅会为整个项目工程带来安全隐患，而且还会影响到水利水电功能的发挥。因此，在进行水利水电大坝工程基础处理设计方法的选择时，要加强对坝体渗漏的防渗加固方案。通常情况下，需要对水利水电大坝工程基础处理施工标准化渗透量的控制，从而能够有效的确保对渗漏损失的合理化控制，与此同时，还需要对下游中剩余的水源进行控制，通过对其的预防加强对水利水电大坝工程基础处理的影响，目前在基础处理设计过程中的措施有灌浆技术、套井黏土回填技术与斜墙法，其中应用最为广泛的是灌浆法，在进行具体基础处理方法的设计时，一方面要有效的与土石坝的结构特点相结合，从而确定出合理的灌浆材料类型，其主要原因是由于土石坝是由粘土水泥浆或者是粘土浆材料构成的加固材料，如果水利水电大坝工程中的土石坝的岩基在受到巨大的破坏时，就需要采用水泥材料来对其进行灌浆处理；另一方面是如果土石坝出现有渗漏的现象时，应当结合实际的需要采用化学的灌浆方式，其中最为常见的方法有填充法与劈裂灌浆法，填充法是通过对裂缝的堵住而达到的加固处理，而劈裂灌浆法则是通过在渗漏的地方把浆液灌入，从而达到同样的加固效果。

（六）基层处理

的基础面发现有断层或者是软弱夹层等这些问题时，可以进行针对性的基础处理设计，从而有效的提高水利水电大坝工程的施工质量。例如在对于断层具有缺陷的基础时，可以先对施工场地进行清理，然后对其进行灌注回填，一般采用的是混凝土材料，这样有助于为水利水电大坝工程基础处理的施工提供良好的地质条件，而对于软夹层的基础处理时，可以采用掏挖等方法进行，通常情况下会把深度控制在夹层宽度的1.5倍左右，与此同时，在进行深挖时还需要对夹层的密集区域或者是交汇的位置进行可靠性的处理。

四、结论

随着我国社会经济的快速发展，以及可持续发展战略的影响，使得在越来越多的水利水电大坝工程建设中，提高了对大坝工程建设的基础处理设计的重视。由于水利水电大坝工程基础处理的设计对于整个水利水电工程有着至关重要的作用，因此，其具体对水利水电大坝工程基础处理的设计过程中，应当结合实际的具体情况，进行科学合理的设计，从而有助于保障水利水电工程的正常运作，促进我国水利水电事业的快速发展。

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