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1、第十一節(jié)重力壩的地基處理天然基巖的缺陷:風(fēng)化、節(jié)理、裂隙、斷層。為滿足建壩要求,需采取適當(dāng)?shù)挠嗅槍?duì)性的工程措施。地基處理的主要任務(wù)是:1、防滲;2、提高基巖的強(qiáng)度和整體性。一壩基的開挖與清理二壩基的固結(jié)灌漿?三帷幕灌漿?四壩基排水?五斷層破碎帶、軟弱夾層和溶洞的處理一、壩基的開挖與清理目的:使壩體座落在穩(wěn)定、堅(jiān)固的地基上。規(guī)范規(guī)定:壩高超過100m時(shí),可建在新鮮、微風(fēng)化或弱風(fēng)化下部基巖上;壩高在50~100m時(shí),可建在微風(fēng)化至弱風(fēng)化中部基巖上;壩高小于50m時(shí),可建在弱風(fēng)化中部至上部基巖上;兩岸地形較高部位的壩
2、段,可適當(dāng)放寬。一、壩基的開挖與清理(一)壩基開挖、清理的要求:1、靠近壩基面的緩傾角軟弱夾層應(yīng)盡可能清除。順河流流向的基巖面盡可能略向上游傾斜,以增強(qiáng)壩體的抗滑穩(wěn)定性。2、基巖面應(yīng)避免有高低懸殊的突變,以免造成壩體內(nèi)應(yīng)力集中。3、在壩踵或壩趾處可開挖齒槽以利穩(wěn)定。遇有易風(fēng)化的頁(yè)巖、黏土巖等,應(yīng)留0.2~0.3m的保護(hù)巖層,待到澆筑混凝土前再挖除。4、對(duì)岸坡壩段,在平行壩軸線方向宜開挖成臺(tái)階狀,但須避免尖角,或不用臺(tái)階而采取其他結(jié)構(gòu)措施,如錨系鋼筋、橫縫灌漿等,以確保壩段的側(cè)向穩(wěn)定。二、壩基的固結(jié)灌漿目的:提高
3、基巖的整體性和強(qiáng)度,降低地基的透水性。1、固結(jié)灌漿的范圍:固結(jié)灌漿孔一般布置在應(yīng)力較大的壩踵和壩趾附近,以及節(jié)理裂隙發(fā)育和破碎帶范圍內(nèi)。2、固結(jié)灌漿孔的布置:深度:一般5~8m;帷幕上游區(qū)8~15m。固結(jié)灌漿孔的孔距、排距:可采用3~4m。灌漿孔的排列形式:常布置成梅花狀或方格狀。二、壩基的固結(jié)灌漿固結(jié)灌漿孔的布置(單位:m)3.灌漿孔方向:應(yīng)根據(jù)主要裂隙產(chǎn)狀結(jié)合施工條件確定,應(yīng)盡可能與主要裂隙面正交,傾角不能太大。4.灌漿壓力:在不抬動(dòng)地基巖石和蓋重混凝土的原則下,宜盡量提高。無混凝土蓋重時(shí)為0.2~0.4M
4、Pa。有混凝土蓋重時(shí)為0.4~0.7MPa。三、帷幕灌漿在靠近上游壩基布設(shè)一排或幾排深鉆孔,利用高壓灌漿充填基巖內(nèi)的裂隙和孔隙等滲水通道,在基巖中形成一道相對(duì)密實(shí)的阻水帷幕。1、目的:降低壩底滲流壓力,防止壩基內(nèi)產(chǎn)生機(jī)械或化學(xué)管涌,減少壩基滲流量。2、灌漿材料:最常用的是水泥漿、有時(shí)也采用化學(xué)灌漿(灌漿快,抗?jié)B性強(qiáng),但價(jià)格貴且污染地下水)。3、位置:布置于靠近上游面壩軸線附近。4、范圍:自河床向兩岸延伸,至最高水位線與原地下水位線交點(diǎn)處。5、孔距:1.5m~4m。三、帷幕灌漿6、鉆孔方向:一般為鉛直,必要時(shí)向上
5、游傾斜不大于10°。7、防滲帷幕的深度:當(dāng)?shù)鼗鶅?nèi)的透水層厚度不大時(shí),帷幕可穿過透水層深入相對(duì)隔水層到3~5m。通常采用壩高的0.3~0.7倍。8、排距:宜比孔距略小。9、巖體相對(duì)隔水層的透水率q:壩高在100m以上,q在1~3Lu;壩高在100m~50m之間,q在3~5Lu;壩高在50m以下,q=5Lu。(注:相對(duì)不透水層:?jiǎn)挝煌杆剩?.01升/分鐘米;單位透水率:壓水試驗(yàn)時(shí),一米長(zhǎng)的鉆孔在1kg/c㎡壓力下一分鐘內(nèi)的透水量為一升,叫1Lu。)防滲帷幕沿壩軸線的布置1-灌漿廊道;2-山坡鉆孔;3-壩頂鉆孔;4
6、-灌漿平洞;5-排水孔;6-最高庫(kù)水位;7-原河水位;8-防滲帷幕底線;9-原地下水位線;10-蓄水后地下水位線10、防滲帷幕的布置壩基灌漿帷幕中心線距上游面的距離可取0.1倍左右壩底寬。防滲帷幕的排數(shù):壩高100m以下的可采用一排。對(duì)地質(zhì)條件較差、巖體裂隙特別發(fā)育或可能發(fā)生滲透變形的地段,可采用兩排,但壩高50m以下的,仍可采用一排。11、帷幕灌漿施工帷幕灌漿必須在澆筑一定厚度的壩體混凝土后施工。灌漿壓力:一般應(yīng)通過試驗(yàn)確定。通常在帷幕表層段不宜下雨1.0~1.5倍壩前靜水頭,在孔底段不宜小于2~3倍壩前靜水
7、頭,但應(yīng)以不破壞巖體為原則。防滲帷幕厚度灌漿厚度l=(n-1)c1+c′;孔距c=1.5~4.0m;排距c1=(0.6~0.7)c;單排灌漿厚度c′=(0.7~0.8)c四、壩基排水目的:進(jìn)一步降低壩底面的揚(yáng)壓力。1、排水孔幕與防滲帷幕下游面的距離在壩基面處應(yīng)不小于2m。2、排水孔幕方向一般略傾向下游,與帷幕成10~15°交角。3、排水孔孔距為2~3m,孔徑約為150~200mm(不宜過小,以防堵塞),孔深一般為帷幕深度的0.4~0.6倍,高、中壩的排水孔深不宜小于10m。四、壩基排水防滲帷幕和排水孔幕布置1-
8、壩基灌漿排水廊道;2-灌漿孔;3-灌漿帷幕;4-排水孔幕5-φ100排水鋼管;6-φ100三通;7-φ75預(yù)埋鋼管;8-壩體次孔,1-2排,為主孔(1/2-2/3)主孔,一排,深(0.3-0.7)H,入隔水層3-5m,孔距1.5-3m滲水排水孔幕排水溝集水井下游4、排水孔幕在混凝土壩體內(nèi)的部分要預(yù)埋鋼管,待防滲帷幕灌漿后鉆孔。5、排水途徑6、對(duì)于尾水位較高的壩,可在主排水幕下游壩基面上