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浅谈水利水电大坝的工程设计

2020-09-29 来源:九壹网
浅谈水利水电大坝的工程设计

一、前言

作为水利水电大坝工程建设中的重要工作,其基础的处理设计在近期得到了长足的发展和进步。该项课题的研究,将会更好地提升其基础的处理设计实践水平,从而有效优化水利水电大坝工程建设的最终整体效果。

二、概述

随着水利水电工程的快速发展,其相应的建筑设计也得到了大幅度提升。枢纽大坝是水利水电工程重要组成部分,其质量关系到整个水利水电工程的质量和使用效率。在枢纽大坝工程中其基础处理涉及是整个大坝施工中的重要内容,因此水利水电大坝工程的基础处理涉及则是该项工程的关键内容,做好水利水电大坝工程的基础处理涉及是保证大坝发挥其使用功能的重要工作,因此下文将结合实例具体说明水利水电大坝工程基础处理设计问题。

水利水电大坝工程基础处理是一项综合作业内容,此工作内容具有技术式、专业性和组件化的特征,在进行水利水电大坝工程基础处理是除了要严格按照相关的设计图纸进行规范施工外,还要考虑大坝工程所处的地质环境、水文气候等自然条件所带来的影响,通过多方面的综合考虑施工以保证水利水电大坝工程基础处理的安全、稳定运行。目前水利水电大坝工程中基础处理的重点主要是夯实巩固、坝基渗流程序环节的细化规范以及大坝坝体加固防护的加强改进几个方面

三、大坝工程基础处理设计 1.基岩加固设计

由于地质主要为抵抗能力较差的灰岩,在遭受爆破、腐蚀或出现裂缝时容易造成破坏,对大坝基岩应用性能影响较大,因此需结合实际情况,展开固结灌浆处理合理设计,对基岩予以加固,同时促使混凝土浅层基岩防渗能力显著增强。水利水电大坝工程重力拱坝拱座与坝基主要承受着水平推力与压应力作用,在大坝工程基础处理前,应严格遵行固结灌浆布置原则,对固结灌浆予以合理设计,如可将两岸拱肩重力坝段向合理位置分配,在此基础上展开固结灌浆。对于拱座下游处常会受到过大侧压应力位置应将处理范围予以合理扩大,通常可增加固结灌浆处理范围15~25m,并按照实际坝基应力地理状况确定各处固结灌浆处理的深度标准。设计人员通过实地勘察,将两岸拱肩重力坝段处理设计为4m,而

河床坝段设计为6~l0m,将左岸重力墩与两岸拱座设计为8~12m,对于存在局部地质缺陷处,则设计为10~15m。

2.开挖方式设计

大坝工程基础开挖最常见形态为台阶式开挖,坝体抗滑的安全、稳定条件在很大程度上决定着平台宽度与台阶高度。在开挖台阶设计时,应遵循每坝段开挖平台宽度应比坝底宽出50%、开挖坡比值为1:0.35、台阶高度差不超过8~l0m原则。为满足坝体应力与稳定性标准,坝基面需倾斜向上游7度。当岩体出现错誤组合或存在顺向坡体时,应将坡比合理放宽,同时展开必要支护设计,可设置长为8~12m、直径为28mm、间距为3×3m的系统锚杆。

3.建基面存在地质问题处理设计

在建基面中局部地质有软弱夹层与断层等缺陷,在处理设计时,需对坝基软弱夹层与断层处理展开科学设计,通常可用掏挖、利塞等开挖方法进行处理。软弱夹层可以掏挖方法,掏挖深度应控制为夹层宽度的1~1.5倍,在深挖时应对断层、夹层密集区与夹层交汇处展开处理;一般应将断层混凝土塞开挖深度控制为断层宽度的l~1.5倍左右,同时应将处理范围延伸至坝体外2~3m。在对溶洞清理完成后,应展开混凝土回填。通常应控制拱座部位为洞径深度的2.5倍,当溶缝狭窄时应继续扩展,直到达到相应标准。

4.平洞与钻孔回填处理设计

坝基在开挖后共发现勘探平洞一条,同时坝基中也仍然遗留有大口径钻孔。根据防渗帷幕灌浆与大坝灌浆相应条件,应对大口径钻孔与平洞中予以有效清理并展开回填混凝土。在对回填土进行清理时,需和防渗与应力分布实际情况有机结合起来,按照坝基安全监测与基础排水标准展开有效处理措施。在中在贯穿帷幕线的勘探平洞中,应在帷幕轴线下方l0m,对勘探平洞中岩溶洞穴进行实时处理后,应将之和平洞进行同时回填。在混凝土回填处理时,应先将内部杂质与废弃物予以彻底清除,对于松动岩块应彻底清除。在处理时应对溶洞与平洞展开实时观测,将灌浆管路置入洞内,展开回填灌浆处理。若溶洞与勘探平洞规模较大且埋藏深度较大,则需在建基面中设置相关大口径钻孔,之后进行混凝土泵送回填即可。

四、大坝基础工程加固以及地质缺陷的处理 1.加强土质基础加固

水利水电大坝基础加固是提高水利工程稳定性和安全性的重要举措,在土质基础的加固过程汇中,常见的方法有换土垫层、高压喷射法、强夯法。第一,换土垫层法是与在浅层的软弱地基中使用,可以在一定程度上提高土地的稳定性以及承载力,从而有效地防止土地出现沉降,或者对土地的沉降量进行减少。在大坝建设过程中,换土垫层法的应用不是很多。第二,高压喷射灌浆技术在水利水电大坝基础加固处理过程中有十分广泛的应用,对于大坝基础的牢固性和稳定性的提升具有十分重要的作用,在进行处理的过程中,首先要进行钻孔,在冲击钻孔的过程中,要做好充分的填堵漏工作,而且要对孔内的泥浆的状态进行分析,在进行钻孔的过程中需要保持钻机处于垂直状态,使得孔的位置没有偏差,另外需要对灌浆的技术进行分析,高压喷射灌浆需要注意对喷射的机器参数进行调节,以控制力度和速度,对工程项目进行稳固处理。第三,在应用强夯法进行基础加固处理的过程中,应该要对土地的厚度、土地的牢固程度等进行详细的了解,从而可以提高采取相应的措施对基础的稳固性进行有效地提升。

此外,在土地基础的处理过程中还应该要加强断层及软弱夹层进行处理。在断层以及软弱夹层的处理过程中,宽度不同的断层,其处理方式有所不同,如果是宽度大于一米的较大断层、剪切交汇带以及裂缝比较密集的地区,可以采用槽挖以及置换混凝土的方法对其进行处理。如果是坝踵、坝趾出露的断层,则可以适当地加深并且延长开挖回填范围。

2.对岩石地基进行处理

岩溶是水利水电大坝基础施工过程中的一个常见问题,比如某水利大坝施工过程中,其岩土主要为强岩溶层,对于在坝基发育的浅层缓倾角溶蚀裂隙,可以在基坑开挖过程中就进行混凝土的置换以进行处理,对于埋藏比较深、地表开挖回填混凝土处理比较困难的溶蚀带,则可以进行固结灌浆处理或者井挖追踪回填,以提高基础的稳定性,在回填的过程中,对于回填的混凝土的厚度要进行严格的掌握,混凝土的厚度不能够厚,也不能过薄。

五、结束语

通过对水利水电大坝工程基础处理设计的相关研究,我们可以发现,该项工作的顺利开展,有赖于对其多项影响环节与因素的充分掌控,有关人员应该从水利水电大坝工程建设的客观实际要求出发,研究制定最为符合实际的基础处理设计实施策略。

参考文献:

[1] 王永德.探究水利水电大坝工程基础的处理设计[J].商品与质量建筑与发展.2010(20):88-89.

[2] 杨晓波.水利大坝基础安全检测[J].民营科技.2011(08):115-116.

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