重力壩建壩對地質(zhì)要求及建基面確定原則

重力壩建壩對地質(zhì)要求及建基面確定原則1前沿重力壩工程地質(zhì)問題主要研究樞紐工程區(qū)地形地貌、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)條件、物理地質(zhì)現(xiàn)象等工程地質(zhì)條件與樞紐工程及各水工建筑物的相互作用與影響。在水利水電工程建設(shè)中，不可避免地會(huì)遭遇各種復(fù)雜的地質(zhì)條件，如深厚覆蓋層、活斷層和強(qiáng)震區(qū)、復(fù)雜巖體結(jié)構(gòu)及軟弱巖體、高邊坡及大型滑坡體、高地應(yīng)力和高地下水位、巖溶滲漏等問題。重力壩主要工程地質(zhì)問題主要包括以下幾個(gè)方面：弱結(jié)構(gòu)面及其力學(xué)參數(shù)：巖體是巖石與結(jié)構(gòu)面的結(jié)合體，結(jié)構(gòu)面力學(xué)性質(zhì)較差，是決定巖體結(jié)構(gòu)類型、巖體質(zhì)量、變形、透水性以及巖體穩(wěn)定性的主要因素。其中軟弱結(jié)構(gòu)面和軟弱夾層由于力學(xué)強(qiáng)度低，影響水工建筑物整體穩(wěn)定、變形穩(wěn)定及滲透穩(wěn)定，因此要查明結(jié)構(gòu)面及軟弱夾層的分布、連通性、厚度、性狀、起伏差、分帶、上下游巖體的完整性，檢測其強(qiáng)度、變形和滲透性參數(shù)等。不同類型的結(jié)構(gòu)面及軟弱夾層，工程性狀有明顯差別。2)壩基巖體工程地質(zhì)分類：壩基巖體工程地質(zhì)分類主要適用于高混凝土重力壩，用于評價(jià)壩基巖體的變形和抗滑穩(wěn)定性能。壩基巖體工程地質(zhì)分類對準(zhǔn)確把握壩基巖體工程特性、合理選取巖體物理力學(xué)參數(shù)、客觀評價(jià)壩基巖體穩(wěn)定安全性以及對壩基開挖和地基處理設(shè)計(jì)等方面都起到了主要的指導(dǎo)作用。3)抗滑穩(wěn)定性分析及安全評價(jià)：壩基抗滑穩(wěn)定性是指大壩在各種設(shè)計(jì)工況下抵抗發(fā)生剪切破壞的可靠性，是重力壩的主要問題之一。由于壩基巖體地質(zhì)結(jié)構(gòu)不同，其滑動(dòng)模式可歸納為3種類型：表面滑動(dòng)、淺層滑動(dòng)和深層滑動(dòng)。具體到某一座大壩，哪一類型滑動(dòng)模式最危險(xiǎn)、起控制作用的，則要結(jié)合工程的具體地質(zhì)條件來判斷，通過計(jì)算分析加以確定。4)建基面選擇：建基面位置的選擇，應(yīng)該考慮在經(jīng)濟(jì)可行的地基處理以后，能夠滿足大壩對地基的基本要求，即具有足夠的力學(xué)強(qiáng)度、足夠的抗滑穩(wěn)定安全性、足夠的抗變形性能和良好的抗?jié)B性能，并有足夠的耐久性，防止巖體性質(zhì)在高壓水的長期作用下發(fā)生惡化。就地質(zhì)而言，影響建基面選擇的主要因素包括巖性、巖體結(jié)構(gòu)、巖體完整性、巖體風(fēng)化和卸荷特征、水文地質(zhì)條件和地應(yīng)力等。良好的壩基應(yīng)具有足夠的抗變形和承載能力、弱的透水性和整體穩(wěn)定性，以免變形過大引起地基破壞。當(dāng)然，良好的壩基應(yīng)該有一個(gè)具體的標(biāo)準(zhǔn)，巖體質(zhì)量分類就是通過某個(gè)(或某些)勘探指標(biāo)的值，按照一定的劃分標(biāo)準(zhǔn)區(qū)分不同類別的巖體。巖體質(zhì)量在一定程度上反映了巖體的穩(wěn)定程度.巖體質(zhì)量好，穩(wěn)定性就好，不需要或要很少的加固支護(hù)措施，并且施工安全、簡便、質(zhì)量差，穩(wěn)定性不好的巖體，需要復(fù)昂貴的加固支護(hù)等處理措施，常常在施工中帶來預(yù)想不到的復(fù)雜情況。因此，正確地對工程建設(shè)涉及到的巖體質(zhì)量、巖體穩(wěn)定性作出評價(jià)，是經(jīng)濟(jì)合理地進(jìn)行巖體開挖固支護(hù)設(shè)計(jì)、快速安全施工以及建筑物安全運(yùn)行必不可少的條件。巖體質(zhì)量研究多選響(或反映)巖體質(zhì)量的單指標(biāo)或多指標(biāo)，采用定性、定量或二者相結(jié)合的方法，對巖體進(jìn)行分級。壩基開挖后，受爆破方式等主觀因素、地質(zhì)條件等客觀因素等的影響，壩基建基面不可避免的存在壩基穩(wěn)定、缺陷等不良問題，如何處理及怎樣處理對重力壩的穩(wěn)定安全至關(guān)重要。2重力壩對工程地質(zhì)條件的要求重力壩依靠自身重力來維持穩(wěn)定，根據(jù)筑壩材料或施工工藝方法的差異，可分為砌石重力壩、常態(tài)或碾壓混凝土重力壩。從目前壩工發(fā)展情況看，前者已基本不采用。由于重力壩的荷載都直接作用于壩基且主要靠壩身自重與地基間產(chǎn)生足夠大的摩阻力來保持穩(wěn)定，因此對壩基的要求較高。對常態(tài)或碾壓混凝土重力壩而言，由于后者整體性更強(qiáng)，因此對工程地質(zhì)條件的適應(yīng)性要略好于前者。對重力壩而言應(yīng)注意：（1）壩基的抗滑能力重力壩壩基應(yīng)具備足夠的抗滑能力，能滿足大壩各種抗滑穩(wěn)定的要求。大壩與壩基接觸面抗剪強(qiáng)度高，壩基內(nèi)沒有軟弱結(jié)構(gòu)面和可能滑動(dòng)的巖體或其強(qiáng)度能滿足大壩抗滑穩(wěn)定的要求，不致在水推力的作用下產(chǎn)生滑移失穩(wěn)并有足夠的安全儲(chǔ)備，否則需采取工程阻滑措施。（2）壩基的承載能力及均一性大壩壩基應(yīng)有足夠的承載力，較好的均一性和完整性，與壩體混凝土相適應(yīng)的變形模量，能承受壩體所傳遞來的巨大壓力，不致產(chǎn)生過大的變形或不均勻變形，至使壩體產(chǎn)生過大的拉應(yīng)力，使壩體裂開乃至毀壞。一般來說，對于高壩應(yīng)以Ⅱ、Ⅲ級巖體做為壩基持力層，尤其是壩趾部位，要求相對要高一些。對于局部分布屬Ⅳ、Ⅴ級巖體的斷層帶、節(jié)理密集帶、不均勻風(fēng)化帶等不良工程地質(zhì)條件，應(yīng)采取專門的工程處理措施。（3）壩基（肩）的抗?jié)B能力重力壩壩基及兩岸壩肩巖體應(yīng)有好的抗?jié)B能力，在庫水作用下不會(huì)產(chǎn)生大量的滲漏，影響工程的安全性和經(jīng)濟(jì)性；也不會(huì)出現(xiàn)過大的揚(yáng)壓力、巖體及結(jié)構(gòu)面的軟化、泥化、壩基的化學(xué)及機(jī)械管涌、流土、接觸沖刷等危及大壩安全的不良現(xiàn)象。（4）壩址岸坡的穩(wěn)定性重力壩對地形的適應(yīng)性好，幾乎任何地形條件都可修建重力壩。但其壩基開挖深度大，臨時(shí)邊坡高度高；大壩泄洪霧化強(qiáng)烈，影響范圍大，因此兩岸岸坡，包括下游消能霧化區(qū)坡體必須穩(wěn)定，沒有難以處理的滑坡體或潛在的不穩(wěn)定體。題（扭5籠）泄洪消能區(qū)話巖體的抗沖刷剃能越力姨排大壩下游泄洪陜消能區(qū)巖體應(yīng)理具有對高速水藥流的相應(yīng)的抗摟沖刷的能力，蹈以避免沖刷坑亡向上游或兩岸煩擴(kuò)展，威脅、賤影響大壩和兩事岸岸坡的安全儲(chǔ)。過向（視6反）天然建筑材陰料幻獸樞紐建筑物區(qū)話附近合適的運(yùn)險(xiǎn)距范圍內(nèi)應(yīng)有頃滿足儲(chǔ)量和質(zhì)朱量要求的混凝懷土天然骨料或縮人工骨料料源偷。渡捧3湯略建基面確定原盜則沃濁3.1夸璃概初述靠吧大壩建基面巖脖體的選擇和建疊基面的確定關(guān)正系到工程建設(shè)殖的安全和經(jīng)濟(jì)削，是壩基工程衡地質(zhì)研究的重讀要任務(wù)之一。冷但影響建基面壤選定的因素很橋多，既有壩基購巖體工程地質(zhì)斬的因素，又有狹上部結(jié)構(gòu)的因盜素，既有技術(shù)蜘因素又有經(jīng)濟(jì)噸因素，涉及面慌很廣。因而建相基巖體的選擇過和建基面的確生定就成為壩址叔工程地質(zhì)勘察貸中一項(xiàng)重要的趣課題尺。相災(zāi)在茶2群0撇世供紀(jì)待8福0掙年代以前，我晚國水利水電工五程壩基巖體的多選擇多以巖體丘的風(fēng)化程度作新為建基面選擇右的重要依據(jù)，獲特別是高壩，瞞建基巖體大多厚要求選擇在微探風(fēng)化和新鮮巖握體上，向銅街梢子、石泉、安兵康、新豐江等脹水電站。但也嚼有部分工程選弱在弱風(fēng)化下部揭或下限巖體中蓄，如紅石、鳳季灘等水電站。查進(jìn)想入天2冬0揪世手紀(jì)鞭8冤0予年代后期，我伏國水利水電地園質(zhì)開始研究壩弓基巖體地質(zhì)分德類體系。在對甩壩基巖體進(jìn)行禽工程地質(zhì)分類咐的基礎(chǔ)上，考卻慮巖體加固處除理的效果、壩奧基承受荷載的旬大?。▔蔚母叻龋┑纫蛩兀v綜合確定壩基專巖體的可利用戲標(biāo)準(zhǔn)。以此原顧則確定的壩基殼開挖深度較以腥前普遍有所減訓(xùn)少，從而減少箭了壩基巖體開急挖量和壩體混玉凝土方量，在丟保證工程安全脹的前提下給工輕程帶來了巨大霸的經(jīng)濟(jì)效益谷。擊歐3.2駝份影響壩基巖體交質(zhì)量及建基面復(fù)選擇的幾個(gè)主茫要因摸素矛（1）巖性癢眾所周知，巖景石強(qiáng)度是影響初壩基巖體質(zhì)量氣的基本因素，獲硬巖（飽和單脫軸抗壓強(qiáng)同度紫R悶b農(nóng)）者60Mpa裙)至作為壩基，其乎強(qiáng)度、剛度和祖抗剪強(qiáng)度均高提，一般易于滿蓬足混凝土壩的鉤建基要求；而碗軟巖娃（宜R規(guī)b石《３致０橫pa冊)致作為壩基，特罵別是作為高度馳較大的大壩的森壩基，則需要抬詳細(xì)研究、要字充分考慮巖塊券強(qiáng)度、巖體整珠體強(qiáng)度、地基嘴承載力和耐久嚴(yán)性能否滿足大錯(cuò)壩地欠基應(yīng)力的要求玩。朽（仍2環(huán)）巖體結(jié)盾構(gòu)鑼掀一般來講，整遼體狀、塊狀－講次塊狀或巨厚饞－厚層狀結(jié)構(gòu)螞巖體是好的混鑼凝土重力壩壩液基，互層狀、榆薄層狀或鑲嵌肅狀結(jié)構(gòu)巖體次勤之，碎裂或散慎體結(jié)構(gòu)不宜作叉為高混凝土重票力壩壩基薪。襲達(dá)（霧3結(jié)）巖體完整承性罩建巖體完整性是煮一下壩基巖體耐質(zhì)量的另一重賽要因素。巖體扣完整性好或較底好的壩基巖體撿，其均一性好甘，巖體的抗變湊形能力和抗?jié)B墊性能也好，易院于滿足混凝土風(fēng)大壩對地基的洋要求。反之，橋巖體完整性差言的巖體能否作尾為混凝土大壩摧的壩基，則需度結(jié)合工程的具雹體情況進(jìn)行研林究怪。促羊（緩4謎）巖體風(fēng)化與困卸荷特余征今寫巖體的風(fēng)化程旦度也是影響壩餡基巖體質(zhì)量的仰主要因素。淺糾表部巖體在風(fēng)書化、卸荷等表綢生作用改造后健，巖體中風(fēng)化扔裂隙發(fā)育，不乖同程度的張開舊，隱裂隙進(jìn)一釣步顯現(xiàn)，巖石爐強(qiáng)度和巖體完候整性均會(huì)有不陸同程度的降低咳。微風(fēng)化和新必鮮巖體由于受僅風(fēng)化和卸荷改欄造的影響小，所基本上保持了僚原巖的強(qiáng)度、曾完整性和緊密運(yùn)程度，是良好療的壩基巖體。吐巖體卸荷作用勇有時(shí)與風(fēng)化相蹦輔相成，卸荷追作用會(huì)進(jìn)一步羨加劇巖體的風(fēng)脊化作用，但卸燦荷主要是表現(xiàn)臟為巖體的松弛嫌、裂隙違章甚掙至寬張，進(jìn)一慧步破壞巖體的棟完整性，同時(shí)鼓也進(jìn)一步加劇皮了巖體風(fēng)化。漏（棉5立）水文地質(zhì)條恨件禮既地下水對巖體避的作用主要表垮現(xiàn)在以下兩方疑面粗：形1振）地下水的滲歌透使巖石軟化除，尤其使軟弱宣結(jié)構(gòu)面產(chǎn)生軟仆化泥化，降低垃其原有的強(qiáng)度朱，委或在滲透壓力萬的作用下產(chǎn)生邁化學(xué)或機(jī)械的昏潛蝕作用憑；者2幫）由于地下水憤滲透作用形成貞的揚(yáng)壓力對混拿凝土重力壩的纏抗滑穩(wěn)定產(chǎn)生聰不利影響倡。撈昂（遍6懲）地應(yīng)悉力再畜在深山峽谷中戰(zhàn)，河床下一定刃范圍內(nèi)往往存罩在較高的河谷鳴應(yīng)力集中區(qū)，季在進(jìn)行建基面雷選擇時(shí)，要充晝分考慮應(yīng)力集蠢中區(qū)可能對壩