水利水電工程地質(zhì)勘察及施工

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一、水利工程地質(zhì)勘察發(fā)現(xiàn)的主要問題

我國(guó)產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)收益正處于快速增長(zhǎng)階段，與經(jīng)濟(jì)事業(yè)相配套的基礎(chǔ)工程得到擴(kuò)建，水利工程改建是現(xiàn)代化中不可缺少的內(nèi)容。鑒于水利水電項(xiàng)目的重要地位，國(guó)家要求地方水利部門做好日?？辈炫c維護(hù)工作，及時(shí)掌握水電站的工作狀態(tài)。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘察所得的結(jié)果，總結(jié)出以下3方面主要問題。

1.1地質(zhì)方面

水文地質(zhì)是目前水利工程面臨的主要問題，水文運(yùn)動(dòng)規(guī)律變化導(dǎo)致地面層出現(xiàn)異常變化，同時(shí)引發(fā)了諸多的地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)象。參考水利工程勘察結(jié)果，30%以上的地質(zhì)病害來(lái)源于水文運(yùn)動(dòng)，地下水流動(dòng)產(chǎn)生巨大的力學(xué)作用，破壞了水電站地質(zhì)層的穩(wěn)定性。例如，滑坡是水電站圍擋結(jié)構(gòu)比較多發(fā)的病害，在水庫(kù)堤壩周邊建造的支護(hù)坡度中，極易受到地質(zhì)作用而發(fā)生滑坡現(xiàn)象。滑坡既能破壞土地層的牢固性，坡度滑移也引起了周邊設(shè)施的病害。

1.2設(shè)施方面勘察

發(fā)現(xiàn)，國(guó)內(nèi)大部分水電站均面臨著不同情況的病害，這些病害主要發(fā)生于水利設(shè)施的主體結(jié)構(gòu)，以及建筑物的基礎(chǔ)層。例如，廠房是水電站的主要生產(chǎn)區(qū)域，勘察發(fā)現(xiàn)廠房建筑均有不同程度的裂縫現(xiàn)象，廠房墻體基礎(chǔ)部分有明顯的沉降問題，這些都是由于地質(zhì)條件變動(dòng)引起的結(jié)構(gòu)性病害。另外發(fā)現(xiàn)，隨著水利水電運(yùn)作規(guī)模的擴(kuò)大，廠房病害率也越高，大型、超大型水電站廠房病害率達(dá)40%以上，但受損程度不一。

1.3防護(hù)方面

正常條件下，水電站處于24h發(fā)電作業(yè)狀態(tài)，高強(qiáng)度運(yùn)行也使得水利渠道工程有所耗損，水工建筑物整體性能指標(biāo)下降，造成大量水資源浪費(fèi)。這是由于水利渠道長(zhǎng)時(shí)間處于供輸水狀態(tài)，渠道四壁承載的水流量較大，混凝土結(jié)構(gòu)容易出現(xiàn)滲漏問題。滲漏降低了渠道供輸水的效率，水資源耗損率普遍上升;大面積滲漏基本破壞了渠道的水利性能，進(jìn)一步引起更為嚴(yán)重的裂縫病害，這些都是破壞水利設(shè)施功能的主要因素。

二、基于地質(zhì)勘察的水利施工方法

水利水電工程是社會(huì)現(xiàn)代改造的主要項(xiàng)目，不僅關(guān)系著區(qū)域水資源調(diào)配的利用效率，也決定了一個(gè)地區(qū)的總體發(fā)電生產(chǎn)效率。在施工地質(zhì)工作中發(fā)現(xiàn)，地質(zhì)條件對(duì)水利工程產(chǎn)生的破壞性，主要集中在渠道、廠房、邊坡穩(wěn)定3個(gè)方面，這些結(jié)構(gòu)發(fā)生病害嚴(yán)重影響到了水電站的作業(yè)性能，不利于水利水電設(shè)施改造的有序進(jìn)行。結(jié)合現(xiàn)有的水利施工技術(shù)條件，筆者通過自身的有限經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)這些病害提出幾點(diǎn)可行的施工方法和治理方案。

2.1渠道基礎(chǔ)及防滲

1)地基處理。在渠道防滲工程施工之前，應(yīng)進(jìn)行科學(xué)的施工放樣，按照設(shè)計(jì)圖紙中的底腳線和渠口線進(jìn)行結(jié)構(gòu)規(guī)劃，配合機(jī)械進(jìn)行土方開挖，使得地基土的水分能夠在自然風(fēng)干狀態(tài)下得到降低，以保證土基的強(qiáng)度質(zhì)量，具體克服冬季凍脹的破壞效果。2)混凝土的拌和。混凝土的拌合物需要具有與施工制備條件相協(xié)調(diào)的和易效果，盡量保證搗碎密實(shí)的前提下進(jìn)行鋼筋結(jié)構(gòu)部件的搭配;利用機(jī)械振搗處理中，可選用較小的坍落度進(jìn)行質(zhì)量水準(zhǔn)補(bǔ)充，爭(zhēng)取渠道防滲建設(shè)工程能夠順利進(jìn)行。

2.2廠房邊坡

1)大方量土方開挖。開挖采用反鏟，在高度方向從上至下分層開挖，一次開挖高度3m，在上下游方向分段依次進(jìn)行開挖，由下游向上游方向，嚴(yán)禁從中間開作業(yè)面掏挖。分層分段挖掘時(shí)用人工配合反鏟整修邊坡。同時(shí)加強(qiáng)測(cè)量控制，邊坡隨開挖隨成型，保持邊坡平順。確保開挖步驟符合現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)條件要求，避免破壞地質(zhì)層結(jié)構(gòu)的牢固性。2)護(hù)坡。邊坡預(yù)留20cm的保護(hù)層，在大方量開挖完畢后，采用人工削坡，以保證設(shè)計(jì)輪廓線的形成和避免保留體受到擾動(dòng)。為防止修整后的永久開挖邊坡遭受雨水沖刷，在邊坡修整驗(yàn)收后，及時(shí)進(jìn)行護(hù)坡施工。根據(jù)招標(biāo)圖紙及工程量清單，該邊坡防護(hù)型式為混凝土護(hù)坡，擬在邊坡開挖完成后一個(gè)月內(nèi)完成混凝土護(hù)坡施工。具體結(jié)構(gòu)按設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行施工。

2.3滑坡體治理

1)削坡。削坡是處理滑坡體病害的常用方式，主要施工:巖體受節(jié)理、裂隙切割，較為破碎，可能產(chǎn)生崩塌墜石、邊坡局部失穩(wěn)現(xiàn)象，可采取剝除“危巖”削緩邊坡頂部。對(duì)土質(zhì)滑坡體，削緩邊坡，減小滑動(dòng)體厚度，以減小滑動(dòng)力，注意對(duì)坡腳下部可能阻滑部分不可削減。邊坡高度較大時(shí)，可分級(jí)留出平臺(tái)，提高邊坡穩(wěn)定性。2)抗滑擋墻。擋墻是目前較為廣泛的抗滑建筑物，借助于擋墻本身重量，支檔滑體的剩余下滑力，有抗滑片垛、抗滑片石竹籠、漿砌石抗滑擋墻、混凝土或鋼筋混凝土抗滑擋墻、空心抗滑擋墻(明洞)及沉井式抗滑檔墻等?，F(xiàn)場(chǎng)施工人員要注重每個(gè)環(huán)節(jié)的工藝安排，嚴(yán)格按照?qǐng)D紙要求執(zhí)行施工操作，保證滑坡體得到有效的治理。

三、結(jié)論

水利水電工程是現(xiàn)代化建設(shè)的重點(diǎn)項(xiàng)目，搞好水電站建設(shè)對(duì)區(qū)域水資源調(diào)度起到了保障作用，同時(shí)也促進(jìn)了我國(guó)發(fā)電生產(chǎn)行業(yè)的可持續(xù)性。針對(duì)地質(zhì)勘察發(fā)現(xiàn)的諸多問題，水利部門應(yīng)要求施工單位編制有效的處理方案，避免結(jié)構(gòu)性病害對(duì)水利項(xiàng)目造成的危害。此次經(jīng)過地基防滲、滑坡治理、廠房加固等方式，水電站設(shè)施整體功能得到了完善。

作者：張欣 單位：新疆水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院地質(zhì)勘察研究所