为了保证大坝的稳定、强度以及防渗性,对地基的各种地质构造要进行处理。
重力坝的失事有40%是因为地基问题造成的。实际上,完整无缺的地基也是很难找到的。基岩中存在着节理、裂隙、断层、夹层等软弱结构面,它们都会不同程度地破坏或降低了岩体的稳定性、强度及抗渗能力 。所以在具有缺陷的岩基上修建重力坝应对地基进行处理。
它包括两方面的工作:一是防渗;二是提高基岩强度(承载力) 。其处理措施有:
一、开挖和清理
将复盖层和风化破碎的岩石挖掉,包括清除松动石块,打掉突出的尖角。
(当复盖层很深时,全部清除工作量十分巨大,可考虑其他坝型)。
二、固结灌浆
目的:
①提高基岩的整体性和弹性模量;
②减少基岩受力后的变形;
③提高基岩的抗压抗剪强度;
④降低坝体的渗透性减少渗流量;
设计内容:
1°确定灌浆范围
(1)应力较大的上下游部位
(2)局部节理裂隙发育和破碎带及其附近的范围
(3)灌浆孔的深度 →5~8 m
(4)灌浆孔的间距→3~4m
(5) 排列型式: 梅花形或井字形。
三、帷幕灌浆
目的:降低坝基渗透压力,减少渗流量。
深度:①相对隔水层浅时,打至隔水层内3~5m。
②相对隔水层深时,打至(0.3~0.7)倍坝高;
相对不透水层 是指单位吸水率ω<0.01升/分米,
单位吸水率 即一米长的钻孔在1kg/c㎡压力下一分钟内的吸水量。
厚度:由承受的水力坡降而定。
位置:基础灌浆廊道上游沿坝轴线形成阻水幕。
方向:钻孔方向一般垂直向下,必要时有一定斜度(10°以内)与节理方向正交。
说明:最大渗透坡降发生在帷幕顶部,当设双排灌浆孔时,只需将一排灌至设计深度,另一排灌至设计深度的1/2~2/3即可。
四、坝基排水
因帷幕不能完全截断渗流,为进一步降低坝底的渗透压力,需设置坝基排水(打排水孔和设置基础排水廊道)。
五、断层破碎带处理
断层破碎带由于强度低,弹性模量小,可能引起坝基产生不均匀沉陷和坝体开裂。破碎带如连通水库将使坝基渗透压力加大,在高压水作用下破碎带内的物质可能产生机械和化学管涌淘刷坝基,危及大坝安全。
处理措施:
1、破碎带倾角较大或与地面接近垂直时,在坝基面采用砼塞。塞深为(1~1.5)破碎带宽度。
2、有倾角但不大的破碎带处理除在坝基面做砼塞外,还需在其下部埋深部分进行斜井和平洞回填处理。
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水利工程设计
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