淺談海南省南渡江邁灣水利樞紐工程壩基基礎(chǔ)施工地質(zhì)缺陷與防治措施

淺談海南省南渡江邁灣水利樞紐工程壩基基礎(chǔ)施工地質(zhì)缺陷與防治措施

Summary：水利工程建設(shè)是一個很復(fù)雜的工程建設(shè)活動，對建筑施工技術(shù)人員的需求很高。其中，工程壩基基礎(chǔ)施工地質(zhì)關(guān)系著水利工程的質(zhì)量，本文以海南省南渡江邁灣水利樞紐工程為例，分析該工程壩基基礎(chǔ)施工地質(zhì)缺陷與防治措施。Keys：水利樞紐；壩基；工程地質(zhì)，缺陷與防治措施引言：邁灣水利樞紐位于海南省南渡江干流的中游河段，壩址位于澄邁與屯昌兩縣交界處，右岸為屯昌縣境內(nèi)國營黃嶺農(nóng)場，左岸為澄邁縣紅崗林場寶嶺。本工程正常蓄水位近期為101.0m，遠期為108m，死水位72m，壩頂高程113.5m，最大壩高為78.5m，總庫容6.27億m3，興利調(diào)節(jié)庫容4.87億m3，防洪庫容2.2億m3，發(fā)電廠房裝機為40MW。一、地形地貌壩址位于黃嶺農(nóng)場二十六隊上游附近河段上，右岸有一山路通向壩址附近，交通條件差。兩岸山體基本對稱，屬侵蝕剝蝕低山～丘陵區(qū)，河谷呈“V”型縱向谷，左岸山體高程274.60m，右岸山體高程251.30m，兩岸坡角均為30°～40°。南渡江由西向東流入壩址?？菟诤哟矊捈s30.0m～65.0m，水深2.40m～5.0m，上游局部地段水深達9.0m，河床高程約47.46m～52.70m。漫灘零星分布在左、右河床。河床枯水期多見基巖裸露，局部地段覆蓋層較薄，為1.50m～3.50m的砂卵礫石層。兩岸沖溝不發(fā)育，僅在上游右岸有一規(guī)模較大沖溝發(fā)育，溝深源長，呈南北向展布，沖溝常年有水流。兩岸自然邊坡基本穩(wěn)定，除兩岸發(fā)育有崩塌堆積體分布外，未發(fā)現(xiàn)其他泥石流、滑坡等不良地質(zhì)現(xiàn)象。二、水利工程大壩基礎(chǔ)處理特點1、施工時間緊。一般情況下，該項目的主要施工部分都是要在一定河流段上展開的，需要安排在其特定施工時間段上及其在水位不高的時候下展開的作業(yè)，在一定意義上來說，該段工程本身的施工時間較為復(fù)雜緊張，工程在進行階段中的主要工作內(nèi)容復(fù)雜、工序項目繁多，所以在具體施工設(shè)計之前，需要對其本身各項主要因素綜合進行全面考量，對工程整個過程施工作業(yè)進行合理有效的計劃安排，提高工程的施工速率。2、工程質(zhì)量評測難度大。通常大多數(shù)情況條件下，基礎(chǔ)工程檢測都可能存在一定的隱蔽性，在基礎(chǔ)項目工作結(jié)束了以后，其基礎(chǔ)質(zhì)量情況的跟蹤檢測還存在著較多因素的影響，檢測的結(jié)果不足以全面代表基礎(chǔ)工程檢測的質(zhì)量，工程的穩(wěn)定性可能需要在其正常運行了以后，才能再展開更深一步的質(zhì)量測評，但是測試階段，工程測試已經(jīng)初步完成，一旦工程發(fā)現(xiàn)基礎(chǔ)質(zhì)量問題，處理或進行修復(fù)時的基本技術(shù)要求高，資金方面的投入也將會造成大大地提高，而且這也會對整個工程的整體施工進度造成很大的影響。3、基礎(chǔ)作業(yè)較多，工藝繁雜。由于工程地質(zhì)方面也存在著極大的不確定性，同時工程周圍地質(zhì)環(huán)境變化對整個大壩建筑的總體結(jié)構(gòu)要求也隨之提出了一些要求，綜合前兩者，在整個大壩的施工過程中，需要特別地注意對基礎(chǔ)工程結(jié)構(gòu)的加固施工。在基礎(chǔ)工程建設(shè)的開展階段，第一步驟是對項目周圍地質(zhì)環(huán)境等進行全面考察核實和技術(shù)分析，如果現(xiàn)場條件允許，還需要工程師在對其進行現(xiàn)場取樣進行實地施工技術(shù)驗證。二、壩基地質(zhì)缺陷處理的原則及難點1、地質(zhì)缺陷處理的原則?？傮w處理原則為：追蹤、清挖、補（溶蝕倒坡補坡）、填（混凝土或水泥砂漿等材料回填）、灌（回填、固結(jié)及帷幕灌漿）等。2、地質(zhì)缺陷處理的難點：（1）處理難度大。兩岸壩肩開挖形成超高邊坡，邊坡巖體風化強烈，構(gòu)造發(fā)育，巖體破碎，工程地質(zhì)條件復(fù)雜，無法采用機械設(shè)備進行清挖，充填物均采用人工清挖并運輸出洞外。（2）安全隱患大。壩區(qū)具有兩岸比河床風化深，兩岸風化隨高程增加有加深的趨勢，構(gòu)造發(fā)育地段比巖體完整地段風化深。清挖過程中，人為破壞了圍巖的穩(wěn)定性，壩區(qū)兩岸極易發(fā)生掉塊及坍塌等，豎向清挖過程中還可能發(fā)生突泥突水及有毒有害氣體危害等，存在較大的安全隱患。（3）施工工效低。崩塌堆積體均應(yīng)性差，局部存在大滾石，不宜作為壩基持力層，施工作業(yè)空間非常受限，施工機械設(shè)備無法操作，均靠人工掏挖及利用撮箕、吊籃等工具出渣，施工工效極低。（4）能采取的措施很有限。本區(qū)地下水主要有基巖裂隙水以及孔隙潛水兩大類，均接受大氣降水補給，并向河流排泄。充填物大量為粉細砂夾淤泥，采用純水泥漿灌注耗灰量較大，復(fù)灌次數(shù)多，采用灌注水泥砂漿或膏狀漿液時，可灌性較差，致使灌漿耗量大、工效低。三、主要工程地質(zhì)缺陷與防治措施1、建基面選擇。下壩線混凝土重力壩方案左岸崩塌堆積體均勻性差，局部存在大滾石，層厚較薄，不宜作為堆石壩壩基持力層，建議清除該層，利用下部強風化巖體作為堆石壩壩基持力層，承載及變形滿足設(shè)計要求。如不挖除崩塌堆積體，建議設(shè)計部門進行變形穩(wěn)定驗算，并采用相應(yīng)的地基處理及防治措施。其余壩段弱風化巖體完全可以滿足混凝土重力壩建壩強度和變形要求。重力壩方案弱風化巖體完全可以滿足混凝土重力壩建壩強度和變形要求，鑒于兩側(cè)壩肩愈往山里，壩高愈低，上部應(yīng)力逐漸降低，弱風化巖面埋深較大，開挖工程量較大，而強風化巖面埋深要小許多，但仍可滿足其建基要求，因此兩側(cè)壩肩壩高較低部位可考慮強風化下部巖體作為壩基持力層，壩址左、右岸發(fā)育有f1、f2斷層巖體強度（承載力）不能滿足設(shè)計要求，建議把斷層破碎帶上部含泥量較高的充填物開挖后回填混凝土再進行必要的固結(jié)灌漿。對兩岸壩肩若采用強風化巖體作為壩基持力層，壩基可能存在變形與不均勻沉降問題，建議設(shè)計進行變形驗算，并相應(yīng)考慮工程處理措施。2、開挖邊坡問題。下壩線兩岸風化層深厚，左岸強風化層（局部夾全風化）厚7.50m～56.50m，右岸強風化層厚度23.80m～54.20m。由于左岸存在一崩塌堆積體，若不清除或處理崩塌堆積體，左岸黏土心墻堆石壩會建壩于松散的崩塌堆石之上，對壩體沉降及變形不利，故左岸采取在堆石壩建壩范圍內(nèi)將崩塌堆積體挖除，局部坡腳采用回填土石渣后振沖的基礎(chǔ)處理方式，因此下壩線混合壩會在左岸產(chǎn)生80m臨時+永久土質(zhì)高邊坡。右岸上游邊坡為重力壩及廠房進水口壩段引起，產(chǎn)生158m臨時+永久高邊坡，右岸下游產(chǎn)生90m邊坡。3、抗滑穩(wěn)定問題。壩基巖體緩傾角結(jié)構(gòu)面稍發(fā)育，根據(jù)中壩線緩傾角裂隙赤平投影圖，控制壩基抗滑穩(wěn)定的主要為2#、4#及5#裂隙，裂隙延伸在2m以內(nèi)，連通性較差，多為石英脈充填，膠結(jié)良好，且不夾泥，采取上游挖齒槽處方案。錯動帶，則在下游挖齒槽增加抗滑穩(wěn)定問題。4、側(cè)向穩(wěn)定問題。兩岸壩肩邊坡較高，不利結(jié)構(gòu)面及錯動帶發(fā)育，兩岸不同程度的發(fā)育較多的不穩(wěn)定塊體。通過對不穩(wěn)定塊體及不利組合的分析，并組織人員現(xiàn)場復(fù)核，對可能的側(cè)向穩(wěn)定問題多采取加強支護的方式，對一些受錯動帶影響穩(wěn)定性差、安全系數(shù)低的則采取了挖除方案。4、壩基滲漏。壩基強風化巖體滲透系數(shù)k=1.4×10-5cm/s～3.2×10-4cm/s，屬中等透水～弱透水層，壩基強風化巖體存在壩基及繞壩滲漏問題。應(yīng)確定壩基的消力池結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定程度，將滲漏量和滲透系數(shù)降低，穩(wěn)定軟弱夾層。針對抗浮穩(wěn)定性差，水頭位置高的問題，增加設(shè)計方案中的編制難度，制定較好的排水方案，例如封閉帷幕排水的方法，就能對地基產(chǎn)生很好的揚壓力。結(jié)束語：本文對海南省南渡江邁灣水利樞紐工程壩基基礎(chǔ)施工地質(zhì)缺陷與防治措施進行了綜述，在水利樞紐工程施工管理中，為了更好地促進各項任務(wù)高效的實施，盡可能地確保工程質(zhì)量和投資效益，就需要我們工程壩基基礎(chǔ)施工中加強地質(zhì)缺陷的防治措施等方面的管理才能不斷地提高管理成效。Reference：[1]昌已登.某水利樞紐壩基處理設(shè)計研究[J].水利科技與經(jīng)濟,20