大河水库面板堆石坝坝基处理技术

1、大河水库面板堆石坝坝基处理技术                            大河水库位于广东省阳春市西北部的西山河中游，坝址位于茅田村上游2km的峡谷段内，它是整治漠阳江的骨干工程之一。枢纽建筑物由大坝、引水洞、地面厂房、变电站、泄洪洞和溢洪道及五个副坝组成。大坝坝型为混凝土面板堆石坝(图1)，坝高69.5m，坝顶长度

2、240m，坝顶117m，设计正常高水位110m，总库容 3.32亿 m3，装机 3万kw。    1、坝基工程地质条件    坝基处河床狭窄，区域地质构造属华南新华夏构造的西南段，地质岩性以沉积岩为主。坝址岩层走向基本上与河流垂直，河底高程5354m，两岸地形不对称。左岸山顶132m，山坡110m以下平均坡度约45°，70m以下河谷岸边陡峻；右岸山顶154m，山坡平均坡度约40°，有宽约1520m的堆积滩地（53m60m）。    坝基地层岩性以变质砂岩为主，夹绢云母板岩和碳质页岩，主

3、要属寒武系八村群b层，其产状为N2540E， NW40°50°。主要断层有四条：F1、F6、F7、F8。其中F1断层在坝基内左岸出露，上游伸向库内，在坝基穿过河床及右岸的断层产状为N3040W， SW70°80°，宽度 2.0 5.0m，是规模最大的，但该断层破碎带压水试验的透水率为 q7.6吕荣，透水性不强。坝基裂隙较发育，岩石风化较剧烈，平均透水率为26吕荣，左右岸强风化带最大深度达45m；趾板基础大部分为强风化岩。    2、坝基处理的设计    由于河床部分的弱风化基岩埋深较浅，两岸弱风

4、化埋臧较深：右岸在地面以下约25m，左岸在地面以下约40m。大部分趾板基础坐落在强风化岩上，因此，采用截水墙与帷幕灌浆共同防渗，两岸修建挡水墙以形成趾板与坝头的连接；同时进行固结灌浆加固基础。    2.1堆石体基础开挖    上游主堆石体基础要求开挖至强风化岩顶面线以下2m，下游次堆石体基础开挖至强风化岩面上。由于该坝基强风化带夹泥较普遍，设计开挖坡比应较大。根据类比资料坝区天然边坡调查资料，设计开挖坡比值如下表。    各风化带开挖的边坡值    &#

5、160;               岩 层 分 类        临时边坡        永久边坡            水上部分   &

6、#160;    水下部分        水上部分        水下部分            全风化带        岩层产状顺坡     

7、60;  11.5        12.0        11.75        12.02.5            岩层产状逆坡       &

8、#160;11.25        11.5        11.5        11.52.0            强风化带        岩层产状顺坡&

9、#160;       11.0        11.25        11.01.25        11.01.5            岩层产状逆坡 &

10、#160;      10.7        11.0        10.751.0        11.01.25            弱风化带  

11、60;     岩层产状顺坡        10.4        10.5        10.4        10.6         

12、;   岩层产状逆坡        10.25        10.5        10.3        10.5        2.2 趾板基础开挖  &

13、#160; 趾板基础开挖以68.0m为分界线：68.0m以下的河床部分基础开挖至弱风化顶面线下2m；68.0m以上的趾板部分开挖至强风化的中下部。为有利于周边缝附近面板应力的改善和延长趾板渗径的需要，沿趾板正向向下游延伸10m的铺盖，开挖至趾板等高程。趾板基础的开挖，要求采用小孔径、浅孔爆破，斜坡部分采用预裂爆破，趾板预留30cm的保护层人工撬挖，保证趾板基础岩面完整平顺，避免破坏原始岩体。趾板基础面不得欠挖，超挖不得超过20cm。    2.3 断层处理    趾板基础范围内的断层破碎带采用混凝土填塞处理。混凝土塞的平面位置伸出趾板

14、上游面宽度为2倍断层宽度，伸出下游面长度为4倍断层宽度。在堆石区的断层一般不做处理。    2.4 左右两岸的接头挡墙    两岸设计半重力式,基础落在强风化的中至中下部。最大墙高14.2m，靠坝体一侧110.0m开始设计10.3的顺坡，有利于堆石体与挡墙连接。    2.5 坝基防渗    坝基趾板和截水墙防渗处理标准按5吕荣控制。由于坝基弱风化岩埋藏较深，河床趾板部分采用灌浆处理，两岸趾板和左右坝头采用截水墙和基础灌浆联合解决坝基防渗。   

15、 2.5.1截水墙的设置    两岸部分由于强风化岩层较厚，趾板基础放在强风化岩上。为了满足渗透稳定要求，设置挡水墙，墙厚2m，高度分别为：坝横 01650240高5.0m；坝横 00000048高10m，0048 0060深度由10m渐变至4.0m。左岸坝头104m以上大部为全风化岩层，为解决坝头绕渗问题也设置了混凝土截水墙，墙宽2m，长30m，设置高程为94m115.0m。    2.5.2 趾板灌浆    趾板灌浆分固结灌浆和帷幕灌浆。固结灌浆在趾板上下游各一排，分两序施灌，孔距3m，孔深5m，灌浆

16、压力13kgcm2；单排帷幕灌浆孔设在耻板中间，孔距2m，灌浆孔深入到不透水层（单位吸水率小于5吕荣）即左岸孔深在15m55m，河床部分5.5m15m，右岸部分1530m不等，在固结灌浆完成后分两序施灌，灌浆压力为5kgcm2。    3、坝基处理的施工    3.1开挖方法    基础开挖采用容易控制规格的反铲挖掘（2.5m3以下）较合适。钻爆一律采用浅孔火花爆破。整个坝基分成三个梯级开挖，117m以上一层，85m117m一层，53m85m一层，从上而下开挖。趾板与坝基同时开挖，以避免重复及返工。

17、60;   3.1.1坝头以上开挖    左右岸坝头117m以上按设计永久边坡开挖，及时做好天沟及马道的排水沟，防止雨水冲刷坝基。    3.1.2趾板开挖        根据设计要求由上而下开挖。鉴于坝基岩体破碎且易风化和实际施工的困难，在1：1.5的边坡上采用光爆或预裂爆破效果不一定理想，实际施工时采用了减弱松动爆破施工及预留1.0m的保护层以保证基岩的完整性。剩下的1.0m保护层采用小炮松动爆破和反铲挖掘机开挖，同时考虑到趾板混凝土浇注由河

18、床往两岸分块浇筑，趾板就预留了20cm30cm的人工撬挖层，分块修好规格马上验收，再进行混凝土浇注的施工顺序，这样做，较好地保护了岩层的完整性。趾板地质情况和设计基本符合，在局部地质较差的地方采用增设截水墙方法处理。下图2为趾板中心线地质剖面图。    3.1.3强风化带处理    根据趾板开挖基岩出露情况，左岸坝横 00480080段处于较破碎的强风化岩面。根据实际情况，将 00480060段截水墙由原来的10m渐变为4m设计修改为全部采用 10m深，同时增设00600080段截水墙，深度由10m渐变为4m，其余仍按原设计施工。截水

19、墙施工由下往上开挖，挖一块浇筑一块混凝土，护壁临时支护采现浇薄混凝土加对顶钢撑，趾板与截水墙采用1.0×1.2m方格形布置的28锚杆（入岩4m）与趾板钢筋焊接连接。    3.1.4 开挖爆破控制    堆石体基础岸坡部分开挖应严格控制爆破施工，大部分采用反铲直接开挖，当1.0m3反铲挖不动时，基础即可满足要求，局部突包或反坡用浅孔小炮爆除。基础保持平顺即可。河床部位大部分已到弱风化岩，局部突包修平即可。    3.2断层处理    趾板基础开挖完后，由于60高程以

20、上大部分落在强风化岩上.现场观测断层出露并不明显，除F8采用槽挖回填混凝土塞外，其余没做特殊处理，特别是F1断层其宽度达2.03.0m。是穿过坝基的县大断层，在左岸趾板处出露高程为100m，原设计处理的工作量较大。槽挖尺寸为力4.0m×6.0m×40m回填混凝土达960.0 m3，鉴于F1断层出露位置较高，在正常蓄水位情况下只有10m水头，并且压水试验透水性并不强，只有7.6吕荣，同时该部位已设置了10m深的截水墙和10m长的铺盖，经与设计监理人员研究认为，F1无需再做混凝土塞处理，可以保证渗透稳定和控制渗透量，既方便了施工，又可节约投资几十万元。    3.3灌浆施工    趾板混凝土达到一定强度后，就进行固结灌浆，灌浆按顺序由河床往两岸施灌，孔距加密为2m，灌浆压力3kgcm3。左岸吸浆量比右岸大。平均灌入水泥量为 40.8kgm。固结灌浆分段验收合格后进行帷幕灌浆，灌浆顺序也由河床往两岸，分三序施灌。6m7m为一灌浆段，顺序自上往下，每延伸一灌浆段，灌浆压力递增1 kgcm3，孔口段为 3 kgcm3，最大灌浆压力达9 kgcm3。吸浆量左岸大、右岸小的主要原因是左岸弱风化岩埋藏深，灌浆段大部分处于强风化岩内。经孔压水试验