面板堆石坝趾板置于全风化基岩上的工程技术分析.doc

面板堆石坝趾板置于全风化基岩上的工程技术分析面板堆石坝趾板置于全风化基岩上的工程技术分析摘要：在面板堆石坝趾板置于全风化基岩的安全性与可靠性问题上主要受到以下因素的影响即地基的承载力、地基的渗流控制以及趾板的稳定性。结合工程的施工实例对面板堆石坝趾板置于全风化基岩上的工程技术中的地基承载力、趾板与风化基岩牢固连接、保证地基的渗流稳定等线管的技术措施进行介绍。通过对面板堆石坝趾板置于全风化基岩上的工程技术的具体实施措施进行探讨证明趾板置于全风化基岩上的安全性与可行性。 关键词：全风化基岩；渗漏控制；地基承载力；面板堆石坝一、前言 与传统的豁土心墙和斜墙堆石坝相比面板堆石坝在施工过程中具有断面小投资少、施工周期短、安全性好等特点。在降水较多的地区采用豁土施工的方式受到一定程度的限制因此面板堆石坝的施工方式就成为了一种较为合适的施工方案。我国从上世纪八十年代开始采用混凝土面板堆石坝在工程施工中积累了一定的经验。两岸全风化基岩深厚特别是当基岩的深度大于三十米如果要对全风化基岩进行挖出作业将趾板安置在弱风化基岩上则需要大量的工程作业趾板地基开挖将很深因此为保证趾板置于全风化基岩上的可行性及安全性研究趾板地基的关键技术问题将具有非常重要的意义。 二、主要技术影响因素     趾板是一种承上启下的防渗漏结构在工程施工期趾板不仅能够作为地基的防渗漏灌浆的平台同时还能够作为面板浇筑施工工程的起始工作面和滑道；在运行期趾板主要与面板以及设有止水的周边缝形成坝基以上的防渗体；另外趾板与经过固结灌浆和帷幕灌浆处理后的稳定岩基连成整体封闭地面以下的渗流通道在地基以下形成一个完整的防渗体系。因此对于置于全风化基岩上的趾板必然要解决地基承载力、地基渗流控制、趾板稳定性以及趾板不均匀沉降这4个问题。 1、地基承载力 当趾板地基为全风化基岩时虽然全风化基岩的地基承载能力相对来说较弱但是与弱风化基岩相比较而言仍然具有一定的相似性。趾板地基与趾板作为一个整体相连接在施工过程中由于受到混凝土的压力以及灌浆压力等方面的影响因此在施工过程中需要承受一定的荷载这就对于趾板底部的全风化基岩要求具有一定的承载力。依据施工工程统计在施工过程中标准贯入试验的平均标贯数大于15击即可有效满足对承载力的要求。同时为了进一步增加承载力在不影响全风化地基的前提下在趾板与地基之间设置一定的砂浆垫层以减小地基应力。 2、地基的渗流控制 与弱风化基岩上的趾板设计一样全风化岩基上的趾板下游渗透水流逸出点坡降应控制在地基的允许出逸比降范围内并通过趾板将地基防渗帷幕与混凝土面板连接成完全封闭的防渗体系。主要施工措施有:延长渗径即加宽趾板或在下游设置混凝土防渗连接板并在下游做好反滤保护在趾板上游设置防渗铺盖1。 3、趾板稳定性的影响  在实际的工程建设过程中趾板具有一定的不稳定性。如果趾板完全布置在全风化基岩上时相关工作人员应该积极的对趾板的抗滑稳定性进行验算。通常来说趾板的稳定性计算都采用刚体极限平衡法。在计算过程中趾板锚筋的作用以及面板与趾板之间的荷载传递可以忽略不计并且趾板下游端侧向堆石所产生的压力也可以忽略。相关工作人员在计算时趾板的主要荷载是趾板自身的重量、趾板表面竖向水所产生的压力、底部产生的扬压力、上下游侧水产生的压力。在实际的工作过程中趾板不能满足实际的需求相关工作人员可以适当的增加趾板的宽度。 4、趾板不均匀沉降的影响 在实际工程建设过程中相关工作人员通常会忽略弱风化基岩上混凝土趾板沉降问题。趾板在工作过程中不设置伸缩缝工作人员只设置施工缝并且积极采用跳块浇筑趾板的施工方式对施工缝进行冷缝处理只单纯的进行打毛而不设止水能够有效的简化趾板系统。施工过程中对于全风化基岩或者软基上的趾板可不考虑沉降问题2。 三、施工工程措施 1、确保地基承载力 施工期不扰动基岩以确保不降低全风化地基的承载力趾板地基全风化基岩在开挖前需要预留出一部分的保护层在浇筑混凝土前几天再进行对保护层的人工开挖。在对趾板地基开挖完成后对风化基岩设置大约厚度为10cm、强度等级大约为M10的砂浆作为垫层趾板宽5.0m厚0.5m砂浆垫层在趾板上游比趾板宽1.0m作为施工期通道以避免趾板混凝土立模、绑扎钢筋的施工人员挤压全风化基岩。在砂浆垫层及趾板混凝土中预留固结和帷幕灌浆孔以减少灌浆对地基的扰动。趾板在施工期和运行期的受力均较小经核算施工期和运行期趾板底部的最大地基应力小于0.1 MPa小于地基允许承载力0. 2 MPa满足地基承载力要求3。 2、确保趾板与全风化基岩的连接 经过复核勘察在趾板的运行期沿着基岩面向下游的抗滑稳定系数大小是否符合施工要求。由于全风化基岩本身所具有的摩擦力较小在工程施工期间对趾板的稳定性影响较大。因此在施工运行期间为了有效保证趾板的稳定性将趾板与全风化基岩进行牢固连接。同时可以适当增加趾板底部的锚杆施工深度与正常环境下锚杆施工相比可以将长度增加24m即将原先45m的锚杆长度转换为69m的长度以保证在帷幕灌浆施工期间以及在固结灌浆施工期间趾板不会发生位移。 3、保证地基渗透的稳定性     首先确定趾板的宽度延长趾板下游的渗径。全风化基岩的趾板宽度受到全风化基岩渗透坡度的影响。在趾板下游进行防渗漏混凝土趾板连接防渗漏混凝土趾板长度为趾板上游水头的一半并注意趾板与防渗连接板联合体的水力梯度小于2并在混凝土防渗连接板的下游铺设一定反滤料以防止渗透的发生。 其次保证灌浆结果。与常规趾板地基处理技术相似在全风化基岩上进行灌浆固结在固结过程中主要使用手风钻钻孔对灌浆孔的布置与常规基岩的布置相同施工主要是按照两步工序进行采用单孔灌浆的方式4。 四、总结 综上所述当工程的两岸都分布着较厚的全风化基岩时只要对风化基岩采取一定的施工措施且基岩厚度与密度达到相关标准那么将趾板置于全风化基岩上具有一定的可行性。在施工期间不能够搅动基岩否则会导致基岩的承载力发生改变。针对这一情况可以通过设置砂浆层以增加趾板厚度等措施以保证趾板的受力能够满足工程施工需要。 参考文献 1刘通杰甄新娟.浅析中葛根水库工程河床覆盖层坝基强夯处理J.建材与装饰, 2021,7(11):23-24. 2杨泽艳周建平蒋国澄等中国混凝土而板堆石坝的发展J.水力发电20_,37 (2) : 1822. 3李林枫.横泉水库坝基风化基岩帷慕灌浆施工技术J.西北水电20_ (1) : 30-33. 4朱孟业.建造在深厚覆盖层上的梁辉水库而板堆石坝J.浙江水利科技1997 (3 ) : 34-35. 第 6 页 共 6 页