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同学们好

本节课我们学习拱坝的坝基处理

通过前面的学习

我们知道

拱坝的稳定主要依靠坝肩

拱坝对坝基地质条件的要求

比重力坝要高

因此拱坝更要重视坝基处理工作

对于高拱坝的建基面

一般应开挖至新鲜或微风化的基岩

中高坝应尽量开挖至微风化

或弱风化中、下部岩体

当坝基需要开挖的深度过大时

开挖量及回填混凝土方量较大

且施工工期延长

此时应考虑采用其他坝基处理方法

坝基处理的原则性要求为

坝基岩体在加固处理后

在强度、变形和稳定方面

均应满足坝体和坝肩安全的要求

对几种主要的坝基处理方法分述如下

1、开挖

如图所示

拱坝的拱端需深嵌入岸坡

开挖面要尽量平顺

避免突变

也不宜开挖成台阶状

开挖面的起伏差要小于0.3~0.5m

坝肩最好开挖成全径向

使得拱端与拱圈轴向垂直

利于坝体应力向山体内传播

当全径向开挖量过大时

也可采用非径向开挖

如图所示

可采用半径向或全非径向型式

在接近建基面时

要采用保护性开挖

即在接近建基面0.3~0.5m时

采用人工撬挖

减少爆破开挖对周边岩体的影响

如图所示分别为白鹤滩拱坝

和溪洛渡拱坝的坝基开挖面

其开挖工作量较大

且配合采用了固结灌浆

帷幕灌浆等措施

并需要妥善解决

岸坡岩体的稳定支护问题

2、固结灌浆与接触灌浆

拱坝的固结灌浆

一般按全坝段布置固结灌浆孔

对于节理、裂隙发育的岩体

需在坝基上、下游扩大

固结灌浆的范围

增加岩体的抗滑稳定性和承载能力

固结灌浆时

灌浆孔孔距一般3~6m

孔深5~15m

灌浆压力0.2~0.4MPa

在保证岩体不被抬动的条件下

尽量加大灌浆压力

有混凝土盖重时

灌浆压力可以加大至0.3~0.7MPa

另外

在坝体与陡坡和坝基的接触面处

以及基岩中前期勘察留下的所有

探槽、竖井、平硐等部位

回填混凝土的顶部

均需要进行接触灌浆

以提高接触面的强度

减少渗漏

并利于水推力向山体传递

接触灌浆应在混凝土充分冷却收缩后

钻排水孔之前进行

3、帷幕灌浆

与重力坝相似

拱坝一般也需要在坝基内设置帷幕灌浆

以延长坝基渗径

降低渗透压力

减小水力梯度

防止坝基发生渗透破坏

并减少坝基渗漏量

拱坝的帷幕灌浆一般尽可能靠近上游侧

并深入两岸山体内

灌浆孔需深入相对隔水层3~5m

当隔水层埋藏较深时

孔深也可采用0.3~0.7倍水头

地质条件复杂时需加深灌浆至1倍水头

帷幕灌浆孔一般1~3排

视坝高和坝基地质条件而定

其中第1排灌浆孔应灌至设计深度

其余各排可灌至0.5~0.7倍的主孔深

帷幕灌浆一般采用水泥灌浆或化学灌浆

在廊道内进行

坝肩的灌浆可在两岸平硐内进行

如图所示为某拱坝灌浆布置图

可以看出

从坝基廊道和两岸平硐向河床

和坝肩岩体内钻孔灌浆

通过密密麻麻的多条浆液

扩散互相交叉重叠

由此形成范围较大

完整封闭的防渗体系

由此保证坝基的渗透稳定性

并减少坝基的渗漏量

由于拱坝轴线是曲线

其帷幕线如图所示也是曲线

而帷幕两侧的走向根据需要确定

图中（a）所示

两岸帷幕线与坝体轴线相切后向外延伸

并垂直于上游渗压方向

图中（b）坝肩的帷幕线

向上游方向有所偏转

以适应坝肩岩体的地质条件

和地下水位的渗压方向

图中（c）帷幕线的布置

则考虑了厂房的位置

将帷幕线偏转至地下厂房的上游侧

以减少厂房区受地下渗透水流的影响

值得注意的是

在（b）和（c）中帷幕线有转弯之处

需采用平滑连接

尽量避免锐角

或对此处加强灌浆

避免转角处帷幕产生开裂漏水

4、坝基排水

同重力坝类似

拱坝坝基内

在帷幕灌浆之后也需设置排水孔幕

一般只设置一道主排水孔

必要时可增加1~2排辅助排水孔

对于透水性较大的坝基

防渗帷幕可以有效降低渗透压力

减少渗漏量

但在弱透水性的坝基岩体中

防渗帷幕降低渗压的效果不明显

设置排水孔可以有效降低渗透压力

除以上坝基处理方式之外

拱坝工程由于大多修建在

两岸陡峻的高山狭谷中

还经常会遇到高边坡问题

如图所示

为小湾拱坝右岸700m的高边坡

高边坡岩体的变形、失稳

将造成严重的甚至是灾难性的事故

例如前述提及的意大利瓦依昂拱坝

曾发生近坝库岸滑坡

2.6亿方的滑坡体滑入水库

造成超过坝顶260m的巨型涌浪

造成下游2600多人死亡

水库被淤满报废

我国的龙羊峡拱坝坝肩边坡

漫湾水电站左岸边坡等

也发生过大小不同的滑坡事故

因此

水利工程高边坡的问题需要引起重视

工程中

防范高边坡失稳

需要在做好勘察工作的基础上

采用系列支护加固措施

以保证高边坡的安全

对高边坡岩体加固的措施通常有

在坡体后缘削坡减载

减少坡体下滑力

在坡脚堆载压脚

提高边坡前缘的局部稳定性

或在边坡前缘设置抗滑桩

增加坡体的抗滑力

也可以采用如图所示的

预应力锚索、锚杆等加固措施

增强岩体的整体性和稳定性

另外

地下水对坡体产生渗透压力

并降低岩体的抗剪强度

使得边坡稳定性降低

因此

需要采用截、堵、排水等

工程措施降低地下水位

总之

拱坝工程的安全是坝体和坝基

坝肩两大方面的综合安全

不但要重视坝体体形、结构和构造的设计

也要重视坝基、坝肩的加固处理

如此才能保证拱坝工程的安全