探究九峰水库的堆石坝基础处理
摘要：本文根据九峰水库的地质条件，介绍了九峰水库的堆石坝基础处理。
关键词：堆石坝；基础处理；灌浆
中图分类号：P343文献标识码： A 文章编号：
1、工程地质条件
九峰水库属金衢盆地南侧的低山丘陵区，地势南高北低，厚大溪流域地形以低山、丘陵为主，中下游分布有沟谷、漫滩。本区位于我国东部新华夏系第一构造带的第二隆起之南端，若阳背斜北翼，以华夏、新华夏系构造为主，并存在纬向构造和扭动构造体系，主要表现为断裂、挤压带等。
坝址两肩出露侏罗系上统西山头组第四段流纹质晶屑溶结凝灰岩，浅灰紫色～黄绿色，风化后呈灰黄～灰白色，块状构造，新鲜岩石致密、坚硬。其间夹有（脱玻）珍珠岩，呈黑色，玻璃光泽，含少量斑晶，新鲜岩石致密、坚硬，层厚4～6m。
河谷地段覆盖第四系全新统冲洪积砂砾卵石层，厚2.0～8.0m，砂石呈次滚圆性，粒径以2～15cm为主，稍密～中密度，表部见薄层中细沙。山坡覆盖第四系坡残积粉质粘土夹碎石层，左岸薄，右岸变化厚度不大，一般厚0～1.0m，局部厚约4.0m。
地质构造:坝址区未见区域断裂，仅在右岸有三条小断层。
2、基础处理的必要性
地质勘探资料表明，坝址地质条件满足堆石坝对基础的要求。就整体而言，大坝基础已满足抗滑稳定要求，其抗压变形能力亦足够，但由于断层、节理裂隙、风化、地形突变，不良地质、不利地形等地质条件的客观存在，为确保工程的安全运行，有必要进行基础处理。本工程基础处理是根据堆石坝各部分对基础地形、地质的要求，对基础表面及内部的一些地形、地质缺陷采取相应的处理措施，保证建筑物不因基础的影响而产生较大的变形和破坏，防止地基发生渗透变形或产生过大的库水渗漏而影响水库的正常运用。
3、基础及岸坡开挖
根据面板堆石坝对基础的要求，趾板基础宜为坚硬、可灌浆、非冲蚀性好的基岩，坝轴线上游主堆石区基础是主要承载区，上游主堆石区基础较下游次堆石区基础要求稍高，而趾板基础要求则比堆石区基础高得多，故坝基开挖分为趾板区和堆石区；对右岸下游坝基不利的地形和不良地质进行削坡改造，满足下游坝坡稳定；对趾板上游的岩质顺层边坡，按加固处理后的稳定边坡开挖，以确保建筑物运行期安全。
1）堆石区基础开挖
（1）河床坝基开挖
河床坝基坡积、冲洪积层厚度为2-6m，堆石坝对基础要求不太高，河床坝基坡积、冲洪积层要求基本清除。
（2）岸坡基础开挖
两岸坡开挖要求清除所有植被、松散堆积物、残坡积层，岸坡开挖采用自上而下进行。两岸坡经清基后，对坝轴线上游的堆石基础，要求挖至强风化岩体，坝轴线下游挖至全风化岩体。
2）趾板基石月开挖
趾板基础开挖要求挖至弱风化层上部，使趾板基础落在坚硬完整的基岩上。趾板开挖分一步:先挖除覆盖层以及部分强风化岩体，使基岩地质条件较清楚地揭露出来。根据施工地质资料与原设计推测的地质情况作比较，从安全、经济的角度出发，进行趾板二次定线，确定趾板段基础高程。二次定线后再将趾板挖至设计高程过程中，应特别注意建基面的保护开挖，力求最大限度的减少超挖与欠挖。
4、坝基处理
1）趾板基础
趾板为薄板结构，其基础表面不允许有超过50cm的陡坎或倒悬，为保证趾板结构有足够厚度，也不允许有欠挖。
（1）超挖回填处理
趾板基础由于局部会超挖或因地形不规整等原因造成超挖，可能使趾板有较大的厚度，应采用混凝土回填至趾板建基面，再在其上浇筑正规的趾板。
（2）趾板断层及软弱夹层的处理
水库坝基范围内共发育有数条断层，其中有部分断层穿过趾板线，因趾板及其后的主堆石区承受的水力坡降相对较大，而断层及软弱夹层本身的允许水力坡降较小，极易形成渗漏通道，造成渗透变形，甚至导致趾板断裂、溃坝，或因渗漏量过多而影响水库正常运用。趾板区对断层及软弱夹层的处理除要求防渗外，还要防止不均匀沉降。施工中对断层地质缺陷的处理采用挖槽回填混凝土的方法，并于趾板卜游设混凝土铺盖，以延长渗径。
2）堆石区基础
（1）陡坎及倒悬岩体的处理
基础开挖之后，表面难免会出现一些陡坎或倒悬岩体，这些边角部位由于受施工机械的限制，会出现漏压或欠压，是坝体碾压的薄弱部位，给大坝安全留下隐患。本工程对这种情况的处理方法，经经济比较后，采用削坡方法。
（2）堆石区断层及软弱夹层
本工程对主堆石区内的断层及软弱夹层采用反滤料铺。次堆石区内断层及软弱夹层经部分掏挖后可不作特殊处理。
（3）堆石区基础的防渗与排水
为防止趾板下游区渗漏的破坏，于基础部位0.3H(H为水头高)范围内铺设垫层料和过渡料作为反滤保护。在坝体次堆石区，为保证上游渗水顺利排至下游，施工时在次堆石区底部沿基础面填筑厚5.Om，粒径小于60cm的粗级配坚硬岩块作为排水通道。
5、基础灌浆
1）施工准备
钻孔孔位由工地测量组负责现场标定放样，用红漆编好记号。开孔孔位与设计孔位一般要求一致，误差要求小于10cm。如有特殊情况，需经监理工程师同意方可移动。实际孔位应有记录。
固结和帷幕灌浆造孔机械采用回转式钻机，Φ56mm 金刚石钻头。
灌浆材料采用金华尖峰普通硅酸盐R42.5袋装水泥，水泥要新鲜，不得使用过期、受潮、结块水泥。
固结与帷幕灌浆的所有浆液，采用临时制浆站分散式供浆，临时制浆站以方便施工为原则，在灌浆区适宜的部位就近布置。
制浆平台为钢模脚手架组合结构，水泥浆液拌制采用0.5m3立式制浆机，灌浆机械采用SGB-I型灌浆泵。
斜坡部位趾板灌浆施工平台采用钢模脚手架组合结构，采用锚筋，拉筋焊接固定。斜坡施工平台和机具移位可采用3T手拉葫芦。
2）钻孔
固结灌浆孔采用机钻造孔，Φ56mm 金刚石钻头，按分序逐渐加密原则进行。第Ⅰ序孔距6m，第Ⅱ序孔距3m。
帷幕灌浆孔采用机钻造孔，Φ56mm 金刚石钻头，帷幕孔为铅垂造孔。帷幕孔按分序加密的原则进行，按Ⅲ序进行，第Ⅰ序孔孔距6m，第Ⅱ序孔孔距4m，第Ⅲ序孔孔距2m。
帷幕孔钻进应进行测斜工作，如发现偏斜超过规定时应及时纠偏，要特别注意上部20m的偏斜。最大允许偏差应按实际情况具体确定，一般不大于孔深的2.5%。
3）孔内冲洗与压水试验
固结孔、帷幕孔在压水试验和灌浆前，先测孔内水位深度，再进行孔内岩粉冲洗及裂隙冲洗，冲水时间直至返回清水为止。
固结孔、帷幕孔采用单点法压水试验，孔数及孔位由设计、监理、施工人员根据情况商定。固结孔需进行压水试验的孔数不少于总孔数的5%，压力值0.3Mpa，帷幕孔压水试验压力值为灌浆压力的80%。
4)灌浆
(1)固结灌浆
固结灌浆在混凝土达到28天强度后进行，灌浆压力采用0.4Mpa。
优先采用单孔循环式灌浆，在灌浆孔相互串通的情况下，允许几个孔同时灌浆，但同一台灌浆机灌浆孔数不宜超过4个。
如果岩石特别破碎或吸浆量特别大者，接触灌浆段应待凝后，方可进行下一段的钻灌工作。为防分段灌浆漏灌，灌浆塞应塞于已灌段底0.5m以上。
灌浆升压过程中在混凝土盖重较单薄的部位要注意观察，如有异常情况立即降压并报告监理部门。
浆液水灰比共分5:1、3:1、2:1、1:1、0.8:1、0.6:1、0.5:1（重量级）七个比级，开灌水灰比5:1。
结束标准及封孔：在设计压力下，单位吸浆量小于0.4L/min，延续30分钟，即可结束。灌浆结束后，采用0.5:1浓浆有压封孔，拔管后用干硬性水泥砂浆封填。
(2)帷幕灌浆
帷幕灌浆采用自上而下逐段灌浆。每一灌浆段长度为5m，地质条件差的缩短为3m, 地质条件好的可延长至10m，但不得大于10m。
帷幕灌浆时，基岩接触段应单独先行灌浆。接触段基岩段长不得大于2.0m，灌浆塞塞于基岩面以上0.5m左右。
为防分段灌浆漏灌，灌浆塞应塞于已灌段底0.5m以上。全孔灌浆结束后，宜将全孔作为一段进行复灌。
帷幕灌浆应采用孔内循环法灌浆，其射灌浆管距孔底不宜大于0.5m。
浆液的浓度应遵守由稀到浓的原则，逐级改变。浆液的水灰比可采用5：1、3：1、2：1、1：1、0.8：1、0.6：1（0.5：1）（重量比）六个比级。开灌水灰比一般可采用5：1。
在设计压力下，如灌浆段注入率不大于1L/min，继续灌注60分钟，灌浆工作即可结束。
全孔灌浆工作完成经检查合格的灌浆孔，应尽量将孔内污物冲洗干净，并测量孔深，然后用0.5:1砂浆封堵。
结束语
由于地质条件复杂多变，施工中难免出现一 些新的地质问题，本工程施工中抓住关键施工地质问题，采取针对措施，对九峰水库堆石坝进行基础处理，保证了工程质量。
参考文献
[1] 邱丽萍. 云荞水库混凝土面板堆石坝坝基基础处理设计[J]. 2004， 120.
[2] 王明艳, 贾正义. 金华市九峰水库混凝土面板堆石坝填筑现场碾压试验及效果分析[J]. 2010, 10