水利地基工程承压水布局及施工处理技术
常洪伟
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常洪伟,. 水利地基工程承压水布局及施工处理技术[J]. 水资源研究进展,2023.11. DOI:10.12721/ccn.2023.157101.
摘要: 水利工程地质施工属于一项基础工作,关系到水利设施运行期间的安全性与稳定性,实际施工建设中会根据工程建设区域的实际情况制定合理的施工方案,只有全面掌握施工区域地质条件和水文条件具体情况后才能进行针对性布局与安排。承压水是水利地基工程施工中地质条件的特殊情况,对地基工程的建设质量有着直接影响,要想保证水利地基工程的建设质量,应做好承压水布局和施工处理工作,为水利工程施工建设工作顺利开展打好基础。
关键词: 水利地基工程;承压水;规划布局;施工处理
DOI:10.12721/ccn.2023.157101
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地质勘察是水利工程建设之前的关键环节,对勘察结果进行综合分析能够制定切实可行的改造方案,为后续工程运行和水利调度提供针对性指导。要想对承压水地基进行妥善处理,则应选择合适的施工方案,完善施工措施,对整个地基建设内容进行合理布局,以此降低承压水对水利地基工程的影响。要掌握相关施工处理技术要点和注意事项,规范施工处理流程,注重质量管控,保证水利地基工程承压水处理效果。

1.工程概况

以某地区水利防洪工程为例,该工程拟采用闸站桥三结合方案,主要建筑物包括一座孔径30m的节制闸、一座流量为70m3/s的泵站、桥宽34m的堂子巷规划桥和室内配电所及管理设施等。工程实施后,将满足挡洪、排涝、生态补水、通航、城市景观和交通等要求。

2.地基工程承压水布局分析

2.1承压水布局

对水利工程地基结构施工部位进行地质勘测的过程中,发现工程建设区域的地下水中承压水的占比比较大,主要存在于在砂壤土和砂土层中,其余为微量的孔隙潜水,主要存在于粘性土层内。通过勘察分析可以了解到,不同土层结构中承压水的水位标高不同,其中3层重粉质砂壤土层中承压水水位标高约2.85m,5层重粉质砂壤土层中承压水水位标高约-0.76m。8层砂土或砂壞土因埋深较大,该结构层中的承压水对水利地基施工的影响比较小,可以忽略不计,故本次勘察未对其进行承压水水位观测。

2.2地下水的排泄途径

孔隙潜水主要接受地表径流、大气降水及附近河流侧渗补给,主要排泄于自然蒸发和侧向径流。承压水以径流及越流补给为主要补给来源,以越流排泄为主要排泄途径。结合以往水利地基工程的建设经验,综合分析该区域结构情况,可以判断地下水不会对混凝土结构造成腐蚀,对钢筋材料的腐蚀性也比较小。

2.3承压水评价

2.3.1基础方案评价

针对拟建工程不同部位的基础方案评价,进水侧第一、二节翼墙,底板底高程0.1m,坐落3层重粉质砂壤土,可以满足强度和变形要求;进水侧第三节和出水侧第一节翼墙,底板底高程约6.8m,坐落1-2或者1-3层填土,若不能满足强度和变形要求,可采用人工地基;出水侧第二节翼墙,底板底高程约2.5m,坐落2层粉质粘土,可以满足强度和变形要求。

2.3.2不同土层施工评价

3层重粉质砂壤土中的承压水水位标高为2.85m,5层重粉质砂壤土中的承压水水位标高为-0.76m。开挖深度内土层透水性为中等极微透水性,对开挖有影响的地下水主要为3层重粉质砂壤土中的承压水,建议采用管井降水。5层重粉质砂壤士中的承压水水位为-0.76m,不会对基坑开挖造成影响;基坑最大开挖至3层重粉质砂壤土,该层土的渗透变形类型为流土型,允许水力比降为0.35;开挖士层中,1层填土和3层重粉质砂壤土边坡稳定性较差。由于地基工程开挖深度比较大,为保证整体结构稳定性需要对该部位进行支护处理。

3.水利地基工程施工评价

水利地基工程施工中需要设置专门的施工道路,从施工区域实际情况来看,场地内部没有出现较为严重的不良地质区域,整个施工作业条件相对良好,地下水分布合理,场地的地形条件也较为平坦,可以进行路基场地道路建设。从水利工程整体建设的角度出发,承压水地质工程的地质条件相对一般,地下水处于较发育的状态,场地的整体地形条件比较好,可以进行承压水地基建设。

4.承压水地基施工处理技术

4.1填方施工

填方施工阶段需要进行填方材料的合理选择,一般会使用工程建设区域内部施工开挖的粉质粘土与岩层土体按照一定比例进行混合,保证填料强度和粒径尺寸合理,用这一混合料进行填方处理可获得良好效果,便于改造工程的顺利实施,保证水利工程边坡结构的稳定性,使其能够达到工程建设要求标准,为后续水利工程整体的安全运行提供保障。在回填处理的过程中应保证每一层的压实度达标,一般会采用分层碾压施工的方式。在修筑道路的过程中应对所用的材料质量进行把控,通常会选择周边采石场内石块和砂石。其他材料要在生产资质达标的厂家中进行选择,应注重材料质量的严格把控。

4.2碾压施工

不同填方段施工中的所用技术方法也有所不同,在进行沟槽填方的过程中,先要将表面质量不达标的土体清除掉,而后回填碎石,再进行碾压夯实处理。若施工路段中的含水量不高,则应将地表浮土清理干净再逐层压实。由于施工区域土层结构的稳定性比较差,所以会采用跳槽开挖的方式,要对沟槽的长度进行合理控制,同时要设置边坡支护结构,实现对施工区域的有效保护。为保证整体结构的稳定性,可采用分级开挖和分段防护的方式,对每个施工区段的质量进行严格把控,以免在投入使用期间出现不稳定的情况。

4.3支护施工

水利地基工程不同地段的地质条件不同,通常需要进行针对性支护处理,比如在斜坡填方地段,地基施工之前先要设置台阶,便于后续分层压实填筑工作顺利开展。若局部区域比较陡峭,则应注重安全防护。有些部位还需要进行坑壁防护,可以对整个基坑结构坍塌问题进行有效控制。开挖结束后需要做好出口部位的封闭处理,注意承压水地基容易出现的位置,在出口段做好支护工作。

综上所述,水利地基工程施工建设之前需要注重环境调查和地质勘察工作,全面、细致掌握施工区域的地质条件,便于后续施工区域合理规划与改造,降低地质因素对整个水利工程质量的影响。水利工程建设中遇到的地质问题比较多,在实际施工之前要进行充分调研,了解工程建设区域的地质问题,进行安全性和稳定性评估,结合评估结果制定可操作性强的技术方案,确保能够降低承压水对地基结构质量的影响,实现科学布局和统筹规划,强化施工处理效果,使其达到水利地基工程建设标准。

参考文献:

[1]贾明杰.软土地基中特殊环境下的承压水突涌风险控制[J].中国高新科技,2020(19):80-81.

[2]曾冬冬.水利水电基础工程施工如何处理不良地基问题关键分析[J].居舍,2019(18):5+52.

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