论述水电站高拱坝的基础处理

摘 要：高拱坝是水电站经常使用的一种坝体结构，但是在水电站高拱坝建设期间，需要对其基础做好处理工作，否则将会出现比较多的病害，其中典型的病害有基础裂缝、断层以及坝基渗漏，这将严重影响水电站的正常运行。本文主要通过对水电站高拱坝基础存在的病害进行介绍，探讨了其处理措施，希望为我国水电站高拱坝基础处理技术的发展提供借鉴。

关键词：水电站；高拱坝；基础处理

水电站高拱坝经常由于外界环境的影响而出现裂缝问题，但是这并不是导致其基础出现病害的主要因素，影响水电站高拱坝基础质量的主要因素是地质条件，因此在水电站高拱坝基础施工之前，必须做好地质勘察工作，根据勘察报告做好处理措施，以此保证水电站的正常运行。

1 水电站高拱坝基础存在的病害

水电站通常都会采用高拱坝基础的形式，这种基础形式在发挥优势的同时，因为自然环境等因素的影响，使得存在的病害也比较多，其中典型病害是裂缝以及渗漏，这对水电站性能的发挥及其不利，因此需要采用措施及时解决，否则将影响水电站正常营运。其存在的主要病害笔者总结如下：

1.1 基础裂缝和断层

基础裂缝以及断层主要是由以下几方面原因造成：

首先，基础处理不符合要求，高拱坝基础使用的岩体应该完整，并且其透水性要达到相关要求，正常情况下，透水性要求都比较小，除此要求之外，还需要具备一定的抗变形能力，另外，承载能力也要达到要求。但是在实际操作中，我国水电站高拱坝的基础处理因为内外部因素的影响，往往难以实现上述要求。地基问题经常出现在局部地方，典型的位置就是软弱胶层。水电站高拱坝对地基的要求非常严格，如果前期没有认真完成勘探工作，将会为后期高拱坝基础施工带来非常不利的影响，因此在高拱坝基础处理时，需要了解其地质特性，有针对性的采取措施。

其次，施工期间因为混凝土质量问题而出现了裂缝，比如混凝土施工人员并没有按照相应的规程进行操作，使得高拱坝基础使用的混凝土质量难以保证，这是高拱坝基础出现病害不容忽视的一个原因，虽然混凝土原材料质量都没有任何问题，但是其拌合以及养护等都不符合要求，最终导致混凝土质量不合格，从而出现裂缝；尽管有些水电站工程人员为了尽可能的避免上述问题，已经在混凝土工艺上进行了有效的改进，但是因为改进的工艺不合理，没有进行分缝分块处理等，使得混凝土质量问题依然存在。

最后，采取的温度控制措施不合理，尽管水电站高拱坝整体的形体并不大，使用混凝土量也不多，这与其他形式的水电站坝基础来说，更有利于混凝土散热，但是如果在高拱坝施工期间并没有采取有效的措施来控制温度，混凝土质量依然会出现问题，甚至更加严重，因为温度控制不当出现的典型问题是坝体开裂漏水。水电站高拱坝坝体通常都比较薄弱，所以受温度变化的影响比较强烈，周围环境温度的变化，会导致混凝土内外部温度不平衡，进而产生温度应力，最终出现裂缝的现象。

1.2 坝基渗漏

坝基渗漏是水电站高拱坝基础处理经常出现的一个问题，因为水电站高拱坝基础不仅需要承受来自水电站水体结构的压力，还需要承受外界作用力，一旦外界作用力超出高拱坝承受范围，坝基就会出现裂缝，甚至是断层，进而出现渗漏情况，严重影响水电站日常的运营。但是这并不产生坝基渗漏的主要原因，其主要的原因应该是地质条件。因此在水电站高拱坝基础处理之前，必须做好地质勘察工作，只有全面了解地质情况，才能根据情况采取有效的控制措施，否则在水电站长期运行的过程中，地质挤压作用，将对坝基稳定性产生非常大的影响。

2 水电站高拱坝的基础处理技术要点

2.1 工程概况

某水电站拦河大坝为三心圆单曲拱坝，大坝左、右岸水平嵌深分别为26.0m和17.1m。坝址区两岸谷坡比较陡峻，临河坡高在200m以上，两岸谷坡30b～60b，大致成对称“V”型河谷。河谷宽高比约为1.7。左岸为凹型坡，右岸为单薄山脊。拱坝坝基（肩）岩体主要由花岗岩、花岗闪长岩及后期侵入的角岩、片岩组成。坝址区坝基岩体地质构造简单，无顺河向断层发育。坝址区地震基本烈度为7度。

2.2 高拱坝的基础处理技术

2.2.1 坝基固结灌浆处理

固结灌浆的目的是解决坝基浅层因开挖爆破和应力松驰造成的岩体损伤。坝基全面布置固结灌浆，灌浆均在有混凝土盖重情况下进行，固结灌浆共分6个区域。A区位于坝基中部，孔深10m；B、C区位于坝基上游，孔深15m；D区位于坝基下游包括贴角上的固结灌浆，孔深15m；E区位于右岸断层蚀变带分布区域，孔深25～30m；F区位于两岸坝肩附近，孔深45m。固结灌浆验收以灌后单孔法测试声波为主，0～2m段，要求声波波速≥4750m/s；2m以下段，声波波速≥5000m/s。

2.2.2 基础防渗处理

帷幕的布置，在大坝基础范围内，帷幕中心线基本平行拱坝轴线，左、右岸在不同高程分别伸入拱座山体内，形成防渗帷幕。帷幕中心线即为基础廊道或灌浆平洞的中心线，灌浆孔为倾向上游87°的斜孔，孔位距坝体横缝不小于0.5米；帷幕控制标准及排数，根据坝高，按照拱坝规范确定帷幕控制标准：帷幕采用单排孔，孔距为2m，溶蚀裂隙f5～f8与溶洞及节理密集带做加密布孔或增加帷幕排数，如灌砂浆封堵不住，可扩大孔径直接灌入混凝土后再进行灌浆。透水率要求ω≤3Lu。

2.2.3 坝基排水

坝基设2排排水廊道，廊道内设排水孔，并按封闭抽排水系统设计。两岸与帷幕灌浆廊道在相同高程设排水洞，洞内设反向排水孔。小湾坝基顺河向陡倾角和顺坡向节理发育，因此975.00m高程以下向下的排水孔均倾向山里，975.00m高程以上向上的排水孔均倾向山外，以穿过更多节理，增强排水效果。

2.2.4 高拱坝的基础温控防裂施工技术

高性能的混凝土配置时，不同的工程，采用不同的骨料、水泥、外加剂和掺合料，通过优选原材料，优化混凝土配合比，使拱坝混凝土具有“高强度、极限拉伸值、低水化热、温升慢、低弹模、收缩小”性能。对力学、变形、抗裂性、耐久性、温控等性能要求较高的拱坝混凝土选用复合掺用优质的粉煤灰、减水剂和引气剂，以改善混凝土的性能，在条件允许的情况下提高粉煤灰的掺量以减少混凝土硬化过程中的温度升高值。配置高性能混凝土有助于提高混凝土防裂水平。

结束语

综上所述，可知对水电站高拱坝的基础处理进行探讨非常重要，因为我国水电站高拱坝基础普遍存在着病害，因此对其进行探讨具有一定的指导意义，处理水电站高拱坝基础病害的措施比较多，但是无论哪一种措施都无法使水电站高拱坝基础性能达到原有的状态，因此处理坝基最佳的措施就是做好预防工作。

参考文献

[1]黄海峰.高压固结灌浆在坝肩地质缺陷处理中的应用[J].水力发电，2009.9.

[2]刘更军，涂怀健，杨茁.构皮滩水电站高拱坝施工关键技术[J].水利水电施工，2013.4.

[3]林鹏，王仁坤，康绳祖，张海超，周维垣.特高拱坝基础破坏、加固与稳定关键问题研究[J].岩石力学与工程学报，2011.10.