浅谈水利工程施工中地基处理技术李文虎

浅谈水利工程施工中地基处理技术李文虎

李文虎靳林林徐永磊

德州黄河建业工程有限责任公司山东德州251100

摘要：水利工程的建设施工中地基的处理是重点，在施工的过程中需要根据不同的地质情况选择合适的地基处理技术。本文简单的介绍了水利工程施工中常见的集中地基处理技术，并对灌浆技术的实际运用做了解析。

关键词：水利工程施工地基处理

对于水利工程的建设和管理来说，做好地基的相关建设和管理工作至关重要，因此在这个过程中我们一定要在工程建设之前加强对地基的情况进行了解，从而科学有效的进行相关的设计和管理。

一、水利水电工程地基概况

随着我国经济的不断发展，我国的水利工程建设获得了很大的发展，越来越多的水利工程建设起来。在水利工程建设过程当中，往往面临十分复杂的地质环境，遇到不良地基，造成地基不能承载上部建筑物的重量而出现不稳定问题，最终影响整个水利工程的质量。地基对于水利工程建设来说十分的重要，是整个水利工程建设的基础。一旦遇到不良地基，就会对水利工程产生十分严重的影响，具体表现在以下几个方面：

第一，由于地质条件比较恶劣造成一些抗滑结构面的强度比较低，无法承受巨大的压力，相关的一些指标，如抗滑能力、地质稳定性等均低于水利工程设计中对地基的基本的要求，无法满足地基上部建筑物对于抗滑性以及稳定性的要求。第二，由于地基土层较软，强度不够，远远无法达到上部建筑物的承载要求，或者是地基土层的强度分布不均匀或者是地基土层中存在着相对比较薄弱的环节，在上部建筑物的压力之下产生比较严重的不均匀沉降，从而导致地基的不均匀沉降、局部破坏甚至是整体受到破坏，最终使地基之上的建筑物受到极大的影响，发生破坏变形。第三，如果水利工程的地基位于结构比较松散的砾石层、构造碎带或者是其它的透水性比较好的地质构造环境，水利工程往往会发生比较严重的透水、渗透，最终导致基础的渗漏量或者是水力坡降远远的超出容许的范围之内。

二、水利工程地基处理常见技术

1、灌浆处理技术

灌浆处理技术在我国水利工程中应用广泛，不仅可以进行水利工程地基的处理，还可修补水工混凝土结构存在的裂缝，我国的水利工程中灌浆孔的最大处理深度已突破200m。

2、振冲技术

当对水利工程的不良地基进行加固或防土体发生震动液化施工时，可采用振冲技术，其振冲作用长度可达30m以上。由于常规的适合砂土的连续填料法及黏土的间断填料法都存在着处理深度较小的缺点，当振冲深度很大，易出现砂土塌孔及软黏土锁孔等质量问题，已不能满足水利工程对软土地基处理深度的需求。随着振冲施工中所使用的振冲器振动能力的不断提高（振冲器的功率已从30kW发展为150kW），以及对土体加密标准的提升，强迫填料法成为主要的施工方法，该工艺可针对不同的土体进行调速及调频，能够顺利穿透粗颗粒地层，制桩能力较强，可对留振时间、加密电流及加密段长等三个指标进行同步控制。

3、防渗墙技术

当地基位于河流冲击堆积层的厚度过大，当采用挖除堆积层的施工方法难度过大时，为减小土体孔隙率大及渗透性强所造成渗透及变形的影响，并提高土体的抗滑稳定性，可采用设置防渗墙的施工方案。此技术在我国已建造出长度达100m、厚度达1.5m、截水面积达23.15万平方米的防渗墙。

4、高喷灌浆技术

高喷灌浆技术不仅可以加固地基，还可以作围堰的防渗工程及坝基覆盖层的施工。通过压缩空气或利用高压水及高压浆切割土体，进行防渗墙的施工。三峡工程永久船闸南五竖井f1096断层的处理，在运用水泥化学复合灌浆方面取得较好的经验。该断层宽度5m左右，内含软弱泥化的角砾岩、碎裂花岗岩及疏松软塑夹坚硬碎屑等，断层的规模大、性状差，对结构受力极为不利。施工中分别采用高压旋喷灌浆技术处理松软物质；用水泥灌浆充填挤压大裂隙，增加被灌岩体的强度；最后将化学浆液灌注到细微裂隙中，使多裂隙的断层胶结成一个整体，极大提高了其物理力学性质。

5、预应力锚固技术

预应力锚固技术被广泛应用于水利工程的边坡加固工程，进而加强不良土体的稳定性。预应力锚固技术多采用抗拉强度在1860MPa以上的钢绞线，并具有耐腐蚀性及低松弛等特性，锚索孔多采取干式成孔的施工方法。该技术在三峡、小浪底、二滩及石泉水电站等工程中，都有所应用。

三、灌浆技术在水利工程地基处理中的应用

1、正在冒水情况的堵水灌浆措施

首先对于很大的集中漏水点冒水：这种情况一般发生在岩溶地区和混凝土中有缺陷的地方，要针对出水点出水量的多少，要先埋设一个适当直径的孔口管，把水全部的引到管中然后导出，然后在把周围漏浆漏水的地方堵好，再从孔口管中进行反压灌浆。其次对沿裂隙冒水或浸水：对于冒水量大的，要钻若干个与裂隙相交的深孔，然后埋上孔口管，将裂隙水从管中引出，在深孔之间钻若干个与裂隙相交的浅孔，埋上孔口管；沿裂隙口凿槽，再用棉纱、麻刀等对裂隙进行封堵，用砂浆填槽，浅孔用较低压力灌浆，过一段时间后，对深孔用较高压力进行灌浆。对于冒水量较小的，先沿裂隙凿一深5～10cm的U形槽，在槽的下部铺一铁皮，再通过铁皮埋设若干根灌浆管，要在裂隙的最下部和最上部有一根。在用速凝砂浆把槽填平，砂浆达到一定强度的时候，从裂隙的较低端向上依次灌浆。

2、大吸浆量情况的灌注措施

一般的裂隙岩层中灌浆。由于地质结构条件促使浆液从地表冒出的原因，或是顺着固定通道流失，所以有时会吸浆不断很难结束。大吸浆量地层一般可按以下原则进行处理：降压：要用低压或是自流方式灌浆，等到裂隙灌满浆液而且流动性降低后，慢慢升高压力，进行灌浆。限流：以降低浆液在裂隙里流动速度，让浆液很快沉积，一直等达到灌浆结束标准后结束灌浆。浓浆灌注：运用很稠的水泥浆进行灌注。加速凝剂：把水玻璃、氯化钙速凝掺入在很稠的浆液中。灌注水泥砂浆：按照当时的关注情况，按水泥量掺砂量慢慢增加，砂粒可以变大。把沙粒拌匀后，用砂浆泵灌注。

3、特大漏水通道的灌注措施

由于特大漏水通道要是采用普通的方法灌浆需要大量材料，而且没有效果，所以根据不同情况进行处理。第一，无水流作用和倾角较缓的大裂隙：要用浓浆、水泥砂浆或间歇灌浆进行处理，若效果不明显，就要改用定量灌注稳定浆液或混合浆液。第二，有水流作用或倾角较陡的大裂隙、大孔洞：冲填级配料：要用很稠的水泥浆在孔口冲灌粗砂和砾石，灌注后没有效果，再改用浓浆冲灌级配粒料。把配料搅拌均匀从口倒入，等灌满后再按常规进行灌注。有一些细小颗粒混合在一起程为级配料。可以自然形成反滤层。包含的粒料要先洗后粗，逐级探索，等到某一级段，灌不进时后就停止。充填粒料的目的希望用某一级砾石在窄缝处形成架桥，将缝隙在中途堵住，变成反滤层，将通道堵死。

4、岩溶地段的灌浆处理

岩溶地段灌浆根据有无充填物采用不同的方法处理：

（1）无充填物情况。针对大空洞岩溶，要用高流态的混凝土直接回填就可以，如果岩溶很深，就要用溜槽、导管浇注方式，防止混凝土分离，再灌注水泥浆。

（2）有充填物情况。如果有充填物的岩溶，要看岩溶体积的大小、深度，然后再采取有效措施。

花管灌浆法：在含沙、泥岩溶的地放，进行高压灌浆的话就很难成孔，用带孔眼的钢管插入溶洞内形成人造孔壁，在灌浆过程中防止塌孔不会被砂土颗粒堵塞高压阀门或灌浆设备，浆液的压力通过花眼进入土层，籍高压力的作用是水泥浆可以进入到砂土层中或将充填物压密，其水分流被挤出，达到灌注、压实充填物的目的。

高压灌浆法：利用高压水泥灌浆处理岩溶。就是运用灌浆压力把充填物挤压密实，增加抗渗稳定性，加上籍高压水泥浆的作用，会使水泥浆以条带状向土体中进入，纵横交错形成网格包裹。

结束语

随着我国经济实力的不断增强，超高大坝、特大跨海构筑物及复杂水利设施都会对地基处理要求越来越高，并且水利工程工作者会面临数量越来越多、复杂程度越来越高的地基条件，这就要求我们认真总结成功施工经验，科学分析上部结构及地基实际状态，做出最为合理的地基处理方案，推动水利工程建设事业的不断前进。

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