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1、 水利水电工程概论结课论文 学院： 资源与环境 专业： 地质工程 学号： 201300122 姓名： 岳朋成 坝基岩体 失稳形式 及其处理 概要 拦河大坝是水利水电工程中最重要的挡水建筑物，它拦蓄水流抬高水位，承受着巨大的水平推动力和其他荷载。为了维持平衡稳定，坝体又将水压力和其他荷载及本身的重量传递到地基或两岸的岩体上。因而岩体所承受的压力是很大的。通常来说， 100m高的混凝土重力坝传递到基岩上的压力可达 2000KPa 以上。此外，水还可以渗入岩体 ，使某些岩层软化 ,泥化，溶解并且产生不利于稳定的扬压力 。因此大坝建筑对地基岩体的稳定条件有着很高的要求。岩体的稳定常是坝体稳定的关键条件
2、。到目前为止大坝损坏的事故中，因地质问题而引起的最多。所以在大坝设计和 施工中，对坝基岩体的分析和处理是非常重要的。 关键词 ： 大坝，基岩的稳定，地基处理。 坝基 岩体失稳的主要形式 导致坝体破坏的岩体失稳的形式，主要是沉陷变形和滑动破坏。 坝基岩体沉陷变形 对于坚硬岩体来说，沉陷变形，往往很小，小量的均匀沉陷变形，对坝体的安全稳定没有显著影响。但当发生不均匀沉陷时，则会使坝体中的应力重新分布，产生较大的拉应力，致使坝体发生裂隙，甚至破坏。尤其对于拱坝，对两岸岩体的不均一变形极为敏感，因此要求极为严格。导致发生不均匀变形的地质因素主要有： （ 1） 坝基或两岸岩性软硬不一，弹性模量相差悬殊。
3、 （ 2） 坝基或两岸岩体中有较大的断层碎裂带，裂隙密集带，卸荷裂隙带，全强风化带等。 （ 3） 岩体中存在有溶蚀洞穴或潜蚀掏空现象，产生塌陷而导致不均匀变形。 上述软弱岩层和软弱结构面的产状和分布位置对岩体的变形也有显著影响，如软弱岩层分布在表层时，就容易发生较大的沉陷变形；分布在坝趾附近时，则容易导致坝身向下游歪斜倾覆；而分布在坝蹱附近时，则容易导致岩体的拉裂。 坝基岩体滑动破坏的类型 坝基岩体的滑动破坏，是最主要的 可能破坏形式，坝基抗滑稳定问题是大坝设计和建设过程中最 重要的问题。坝基岩体滑动破坏形式根据滑 动破坏面位置的不同，可分为表层滑动，浅层滑动和深层滑动三种类型。 （ 1）表层
4、滑动 指坝体沿坝底与基岩的接触面 （一般为混凝土与岩体的接触面）发生剪切破坏产生的滑动，所以称之为接触滑动。滑动面大致是一个平面。当坝基岩体坚硬完整不具有可能发生滑动的软弱结构面，且岩体强度远大于坝体混凝土强度时，容易发生此类情况，另外地基岩面的处理或 混凝土浇筑质量不好也是形成这种滑动的因素之一。一般情况下这种情况下着这种破坏形式较少出现。 （ a） （ b） （ c） （ 2）浅层滑动 当坝基岩体软弱或岩体虽然坚硬但表部风化破碎层没有挖除干净，以致岩体强度低于坝体混凝土强度时，则剪切破坏可能发生在浅部岩体中，造成浅层滑动。滑动面往往参差不齐。浅层滑动是中低 坝需要注意的主要破坏形式。 （
5、3）深层滑动 发生在坝基岩体的较深部位，主要是沿软 弱结构面发生剪切破坏，滑动面常是由两，三组或更多的软弱面组合而成。但有时也可局部剪切岩体而构成一个连续的滑动的滑动面。深层滑动是高坝岩石地基需要研究的主要破坏形式。 实际的破坏多是兼有两种或三种破坏形式的混合。 坝基处理 对坝基处理的目的是提升坝体的稳定性和增加坝基的不透水性。 清基 清基就是将坝基表面的松散软弱、风化破碎的岩层及浅部的软弱夹层等开挖清楚掉，使坝体放在比较新鲜完整的基岩上。清除的深度应根据坝的规模、要求以及岩层的性质而定。 对混凝土重力坝来说，按规范要求，高于 70m的坝，坝基应开挖到微风化或新鲜岩层；坝高为 3070m 时，
6、应挖到微风化或弱风化岩层的下部；而小于 30m 的低坝，则可适当降低要求。 清基时，应使基岩表面略有起伏，尽量向上游倾斜，以提高抗滑能力。在岸边附近开挖时，应注意坡脚被挖后边坡是否稳定。此外，还应注意爆破对岩石的影响。 岩层裂隙的处理 在岩体中裂隙是广泛存在的，一般来讲靠近表部裂隙较多，既影响抗滑稳定，又易造成渗漏。而越向深处，裂隙越少，主要影响渗漏。对裂隙的处理目前广泛采取灌浆的方法。按所起作用来分可分为固结灌浆、接触灌浆和帷幕灌浆三种类型。 （ 1） 固 结灌浆 是指通过基岩中的钻孔，将适宜的具有胶结性的浆液（多为水泥浆） 压 入基岩的裂隙和空隙中，使破碎岩体胶结成整体以增加基岩的强度的灌
7、浆方法。这种方法在混凝土坝处理坝基中广泛应用，甚至有些土石坝也采用也用此方法加固坝基，效果良好。当裂隙中有泥质填充时，在灌浆之前需用一定的压力压入清水 ，进行冲洗。 根据实践经验，灌浆孔一般布置为梅花状，孔距 1.53.0m，视浆液的有效扩散范围而定。孔深根据加固岩体的要求而定，浅孔一般为 58m，最深不过 15m。裂隙分布较深时，也可进行深孔固结灌浆。灌浆孔一般为直孔，有时为提高 效果，也可布置成大致垂直于主要裂隙或其他软弱面的斜孔。 （ 2）接触灌浆 专门针对 坝体与地基接触部位的灌浆，目的是加强其结合强度。一般是坝体混凝土浇筑到一定高度后与固结灌浆同时进行。 （ 3）帷幕灌浆 防止坝基渗
8、漏的措施，有水平防渗和垂直防渗两种类型。水平防渗是在坝基上游一定范围内用隔水材料，如混凝土 、 粘土等筑成铺盖，防止水流向岩层渗透。垂直防渗主要有防渗帷幕和防渗墙两种形式。前者使用广泛，是减少坝基渗漏和降低扬压力的有效措施。 防渗帷幕是在坝的迎水面附近打钻孔，将防渗液体以适当的压力灌入掩饰裂隙中，凝固后形成 一道类似的阻水帷幕。其使用的材料绝大多数是水泥浆，但当裂缝小于 0.15mm（水泥浆不易灌入） 、 地下水流速超过 120cm/d（水泥浆易被冲走）以及地下水对水泥浆有侵蚀性时，均不易用水泥浆灌注，而要采用化学材料灌注，代价较高。 帷幕的深度主要根据坝高和岩层的单位吸水量确定； 浆孔的 排数主要根据坝基地质条件和帷幕体的允许水力坡降而定，透水性强的岩层要设置两排甚至两排以上的灌浆孔；灌浆孔的孔距以可以使帷幕具有连续性为原则，通常由灌浆实验确定。 实际工程中遇到的问题复杂多变，因此在处理实际工程问题时应具体问题具体分析，使用经济实惠又能有效达到工程要求的方法处理。
