浅谈海南省南渡江迈湾水利枢纽工程坝基基础施工地质缺陷与防治措施

浅谈海南省南渡江迈湾水利枢纽工程坝基基础施工地质缺陷与防治措施

Summary：水利工程建设是一个很复杂的工程建设活动，对建筑施工技术人员的需求很高。其中，工程坝基基础施工地质关系着水利工程的质量，本文以海南省南渡江迈湾水利枢纽工程为例，分析该工程坝基基础施工地质缺陷与防治措施。Keys：水利枢纽；坝基；工程地质，缺陷与防治措施引言：迈湾水利枢纽位于海南省南渡江干流的中游河段，坝址位于澄迈与屯昌两县交界处，右岸为屯昌县境内国营黄岭农场，左岸为澄迈县红岗林场宝岭。本工程正常蓄水位近期为101.0m，远期为108m，死水位72m，坝顶高程113.5m，最大坝高为78.5m，总库容6.27亿m3，兴利调节库容4.87亿m3，防洪库容2.2亿m3，发电厂房装机为40MW。一、地形地貌坝址位于黄岭农场二十六队上游附近河段上，右岸有一山路通向坝址附近，交通条件差。两岸山体基本对称，属侵蚀剥蚀低山～丘陵区，河谷呈“V”型纵向谷，左岸山体高程274.60m，右岸山体高程251.30m，两岸坡角均为30°～40°。南渡江由西向东流入坝址。枯水期河床宽约30.0m～65.0m，水深2.40m～5.0m，上游局部地段水深达9.0m，河床高程约47.46m～52.70m。漫滩零星分布在左、右河床。河床枯水期多见基岩裸露，局部地段覆盖层较薄，为1.50m～3.50m的砂卵砾石层。两岸冲沟不发育，仅在上游右岸有一规模较大冲沟发育，沟深源长，呈南北向展布，冲沟常年有水流。两岸自然边坡基本稳定，除两岸发育有崩塌堆积体分布外，未发现其他泥石流、滑坡等不良地质现象。二、水利工程大坝基础处理特点1、施工时间紧。一般情况下，该项目的主要施工部分都是要在一定河流段上展开的，需要安排在其特定施工时间段上及其在水位不高的时候下展开的作业，在一定意义上来说，该段工程本身的施工时间较为复杂紧张，工程在进行阶段中的主要工作内容复杂、工序项目繁多，所以在具体施工设计之前，需要对其本身各项主要因素综合进行全面考量，对工程整个过程施工作业进行合理有效的计划安排，提高工程的施工速率。2、工程质量评测难度大。通常大多数情况条件下，基础工程检测都可能存在一定的隐蔽性，在基础项目工作结束了以后，其基础质量情况的跟踪检测还存在着较多因素的影响，检测的结果不足以全面代表基础工程检测的质量，工程的稳定性可能需要在其正常运行了以后，才能再展开更深一步的质量测评，但是测试阶段，工程测试已经初步完成，一旦工程发现基础质量问题，处理或进行修复时的基本技术要求高，资金方面的投入也将会造成大大地提高，而且这也会对整个工程的整体施工进度造成很大的影响。3、基础作业较多，工艺繁杂。由于工程地质方面也存在着极大的不确定性，同时工程周围地质环境变化对整个大坝建筑的总体结构要求也随之提出了一些要求，综合前两者，在整个大坝的施工过程中，需要特别地注意对基础工程结构的加固施工。在基础工程建设的开展阶段，第一步骤是对项目周围地质环境等进行全面考察核实和技术分析，如果现场条件允许，还需要工程师在对其进行现场取样进行实地施工技术验证。二、坝基地质缺陷处理的原则及难点1、地质缺陷处理的原则。总体处理原则为：追踪、清挖、补（溶蚀倒坡补坡）、填（混凝土或水泥砂浆等材料回填）、灌（回填、固结及帷幕灌浆）等。2、地质缺陷处理的难点：（1）处理难度大。两岸坝肩开挖形成超高边坡，边坡岩体风化强烈，构造发育，岩体破碎，工程地质条件复杂，无法采用机械设备进行清挖，充填物均采用人工清挖并运输出洞外。（2）安全隐患大。坝区具有两岸比河床风化深，两岸风化随高程增加有加深的趋势，构造发育地段比岩体完整地段风化深。清挖过程中，人为破坏了围岩的稳定性，坝区两岸极易发生掉块及坍塌等，竖向清挖过程中还可能发生突泥突水及有毒有害气体危害等，存在较大的安全隐患。（3）施工工效低。崩塌堆积体均应性差，局部存在大滚石，不宜作为坝基持力层，施工作业空间非常受限，施工机械设备无法操作，均靠人工掏挖及利用撮箕、吊篮等工具出渣，施工工效极低。（4）能采取的措施很有限。本区地下水主要有基岩裂隙水以及孔隙潜水两大类，均接受大气降水补给，并向河流排泄。充填物大量为粉细砂夹淤泥，采用纯水泥浆灌注耗灰量较大，复灌次数多，采用灌注水泥砂浆或膏状浆液时，可灌性较差，致使灌浆耗量大、工效低。三、主要工程地质缺陷与防治措施1、建基面选择。下坝线混凝土重力坝方案左岸崩塌堆积体均匀性差，局部存在大滚石，层厚较薄，不宜作为堆石坝坝基持力层，建议清除该层，利用下部强风化岩体作为堆石坝坝基持力层，承载及变形满足设计要求。如不挖除崩塌堆积体，建议设计部门进行变形稳定验算，并采用相应的地基处理及防治措施。其余坝段弱风化岩体完全可以满足混凝土重力坝建坝强度和变形要求。重力坝方案弱风化岩体完全可以满足混凝土重力坝建坝强度和变形要求，鉴于两侧坝肩愈往山里，坝高愈低，上部应力逐渐降低，弱风化岩面埋深较大，开挖工程量较大，而强风化岩面埋深要小许多，但仍可满足其建基要求，因此两侧坝肩坝高较低部位可考虑强风化下部岩体作为坝基持力层，坝址左、右岸发育有f1、f2断层岩体强度（承载力）不能满足设计要求，建议把断层破碎带上部含泥量较高的充填物开挖后回填混凝土再进行必要的固结灌浆。对两岸坝肩若采用强风化岩体作为坝基持力层，坝基可能存在变形与不均匀沉降问题，建议设计进行变形验算，并相应考虑工程处理措施。2、开挖边坡问题。下坝线两岸风化层深厚，左岸强风化层（局部夹全风化）厚7.50m～56.50m，右岸强风化层厚度23.80m～54.20m。由于左岸存在一崩塌堆积体，若不清除或处理崩塌堆积体，左岸黏土心墙堆石坝会建坝于松散的崩塌堆石之上，对坝体沉降及变形不利，故左岸采取在堆石坝建坝范围内将崩塌堆积体挖除，局部坡脚采用回填土石渣后振冲的基础处理方式，因此下坝线混合坝会在左岸产生80m临时+永久土质高边坡。右岸上游边坡为重力坝及厂房进水口坝段引起，产生158m临时+永久高边坡，右岸下游产生90m边坡。3、抗滑稳定问题。坝基岩体缓倾角结构面稍发育，根据中坝线缓倾角裂隙赤平投影图，控制坝基抗滑稳定的主要为2#、4#及5#裂隙，裂隙延伸在2m以内，连通性较差，多为石英脉充填，胶结良好，且不夹泥，采取上游挖齿槽处方案。错动带，则在下游挖齿槽增加抗滑稳定问题。4、侧向稳定问题。两岸坝肩边坡较高，不利结构面及错动带发育，两岸不同程度的发育较多的不稳定块体。通过对不稳定块体及不利组合的分析，并组织人员现场复核，对可能的侧向稳定问题多采取加强支护的方式，对一些受错动带影响稳定性差、安全系数低的则采取了挖除方案。4、坝基渗漏。坝基强风化岩体渗透系数k=1.4×10-5cm/s～3.2×10-4cm/s，属中等透水～弱透水层，坝基强风化岩体存在坝基及绕坝渗漏问题。应确定坝基的消力池结构和稳定程度，将渗漏量和渗透系数降低，稳定软弱夹层。针对抗浮稳定性差，水头位置高的问题，增加设计方案中的编制难度，制定较好的排水方案，例如封闭帷幕排水的方法，就能对地基产生很好的扬压力。结束语：本文对海南省南渡江迈湾水利枢纽工程坝基基础施工地质缺陷与防治措施进行了综述，在水利枢纽工程施工管理中，为了更好地促进各项任务高效的实施，尽可能地确保工程质量和投资效益，就需要我们工程坝基基础施工中加强地质缺陷的防治措施等方面的管理才能不断地提高管理成效。Reference：[1]昌已登.某水利枢纽坝基处理设计研究[J].水利科技与经济,20