面板堆石坝地基岩土体的利用研究成果

2023-08-24 理论教育版权反馈

【摘要】：坝基河床冲积漂卵砾石层厚2.67～18.5m。坝基开挖后,从上游趾板侧开挖剖面揭露来看,覆盖层层次结构与前期勘察完全一致。关于趾板地基岩体的利用问题,对高面板堆石坝而言,过去常将趾板置于坚硬、未冲蚀和可灌的弱风化岩体上。

坝基覆盖层厚15～25m,分布于现代河床和右岸一级阶地,主要由冲积漂卵砾石组成,根据其分布部位、新老关系和物质组成的差异,可分为两个单元,即河床漂卵砾石层单元(alQ24)和右岸阶地覆盖层单元(alQ14)。坝基河床冲积漂卵砾石层厚2.67～18.5m。右岸阶地覆盖层一般厚11～25m,最厚达31.6m。覆盖层中分布有砂层透镜体。初步设计阶段处理方案考虑将坝轴线至趾板之间的覆盖层全部挖除,开挖和填筑方量较大,施工时间较长。是否可以在软基建坝?若能保留覆盖层不挖除,将带来很大的经济效益和社会效益,研究意义重大。为此对覆盖层建坝问题进行了专题研究,补充进行了大量的地勘试验工作。通过在坝轴线与趾板之间的补充勘探,查明了河床及Ⅰ级阶地堆积物中的砂层分布和厚度变化特征,通过大量的力学性原位测试和室内试验工作,论证了坝基覆盖层的力学性能,评价了覆盖层建坝的安全性,对大坝的建基面的选取提供了依据。通过此次专题工作后,论证了坝轴线上游100m范围内河床覆盖层可以保留的结论,经有关专家咨询评审同意此结论。坝基开挖后,从上游趾板侧开挖剖面揭露来看,覆盖层层次结构与前期勘察完全一致。同时,对保留的覆盖层物理力学性质进行了复核,其指标与前期试验成果基本相同,河床漂卵砾石层的干密度ρd≥2.3g/cm3,相对密度Dr＞0.8,满足设计要求。利用覆盖层建坝,实际节约了大约61万m3坝基开挖量和61万m3填筑量,直接节约工程投资约5000万元,同时缩短了大约一年的大坝填筑工期,为全部4台机组提前半年发电起到了重要作用,取得了很大的经济效益和社会效益。水库蓄水和运行期间,进一步对大坝变形进行的监测结果表明,大坝坝体沉降变形量较小,低于设计拟定的允许沉降值,说明利用覆盖层建坝是成功的。

关于趾板地基岩体的利用问题,对高面板堆石坝而言,过去常将趾板置于坚硬、未冲蚀和可灌的弱风化岩体上。两岸是否可利用强风化岩体,从而节约工程投资,是一个具有很大研究意义的工程地质问题。趾板的功能为地基灌浆帷幕与混凝土面板间的连接部件,共同组成堆石坝的防渗体系,是一种防渗结构,对地基的承载和变形要求低,不能满足条件的岩体可以通过工程措施得到解决；而岩体的可灌性是直接决定趾板地基成败的最重要因素。通常,砂岩等坚硬岩石可灌性好,而煤质页岩等软岩可灌性差。构造密集带、长大裂隙发育部位可灌性好,而完整岩体、细小裂隙发育部位可灌性差；弱风化岩体可灌性好,而强风化岩体因多含次生夹泥可灌性差；结构松弛岩体可灌性好,结构紧密岩体可灌性差。为了更好地利用岩体,需要我们提出一个趾板开挖线的判断标准(或准则),而且这种方法要简单易于操作。我们认为影响岩体工程特性的因素和可灌性相结合建立起的标准可满足这种要求。在充分了解研究现状及对地基的要求基础上,针对趾板地基岩体为一套软硬相间的含煤砂岩、页岩组成,砂岩强度较高,单轴湿抗压强度达60～80MPa,粉砂岩次之,泥质粉砂岩、煤质页岩等属于软岩类,抗压强度小于30MPa的独特特点,创新提出了本工程的岩体质量利用标准,从影响地基岩体质量的因素包括岩性、岩体结构类型、风化程度、结构面状态、声波波速等进行因素分级。在分级时考虑岩性、岩体结构类型、风化程度、结构面状态以及岩体的波速值等5个因素,每个因素视各自特点的不同,又可分为3～5个级别指标,从而采用定性与定量相结合的方法,建立起了趾板地基岩体质量单因素等级标准；地基岩体的状况由各因素的细分结果相互组合表示,根据岩体的可灌性和趾板对地基的处理要求将趾板地基分为Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ等级别。提出按不同岩体质量类别的设计处理思路,两岸抬高了建基面5～8m,节约了大量工程投资,指导了工程处理,经工程运行检验处理,效果较好。

面板堆石坝地基岩土体的利用研究成果

相关推荐