水利水电工程设计中常见问题及策略探析

时间：2024-04-25

宋茜

河南川江水利工程管理有限公司河南洛阳 471000

水利水电工程是国家生产建设的基础设施工程，它能起到防洪、灌溉、发电、供水等等作用。但由于工程项目巨大，所以针对它的设计技术内容也相对复杂繁琐。地基处理技术作为水利水电工程的关键部分，针对它的设计理念与技术应用需要做到常更常新，全面提高工程设计及后续施工质量。

1 一般水利水电工程设计中的常见地基类型

水利水电工程项目在设计与施工技术方面涉及诸多问题，这是因为它的常遇地形复杂，导致地基类型种类繁多，所以在实际的项目设计过程中需要结合施工现场情况对地基进行处理，给出准确到位的地基承载力与稳定性针对性分析，再进行最终的地基处理技术设计方案编纂。一般来说，目前比较常见的水利水电工程设计地基类型包括以下两种。

第一种是可液化性土层，这种土层本质比较脆弱，在饱和状态下如果沙土层受到外力干扰其孔隙水压力就会明显上升，同时土层抗剪强度逐渐下降，甚至出现可消失的液化土层。在这种土层中建设地基是很容易为水利水电工程带来安全质量隐患的，整体工程质量难以保障。所以在针对这种地基类型时的地基处理技术设计必须要做到谨慎到位，争取实现对液化土层的有效改性，保证水利水电工程建筑建设稳定性。

第二种是淤泥质土层，淤泥质土层中存在静水及流水下沉积，在经过物理及化学长期联合作用下其最土层会形成大量未固结的软弱细粒和分布广泛的特殊岩层。从建筑学角度来讲，这种淤泥质土层具有较高的含水量和较弱的抗剪力强度，如果土层受压过大就会导致土层随水流动，最终严重变形，影响地基稳定性。作为水利水电工程这种大型建筑工程是不适合于在淤泥质土层上开挖地基的。

另外还有多年冻土土层，这种土层多存在于我国北部地区，虽然多年冻土符合水利水电工程对地基的高强度要求，但在温度变化下冻土本身具有明显的流变性，容易在解冻后失去强度导致地基崩溃，对水利水电工程建筑地基处理不利。

2 水利水电工程地基处理技术设计中的常见问题简析

在水利水电工程地基处理技术设计中常常出现各种问题，例如地基处理技术考虑不足，由此所引发的问题主要包括以下三点。

首先，如果水利水电工程施工所在区域的地质恶劣，就极容易为地基处理技术设计带来诸多危机，比如地基土石防滑结构出现不牢固问题、地基承压能力减小等等，这些对建设水利水电工程都极为不利，需要思考克服办法。

其次，如果区域土质相对偏软难以夯实，则容易造成地基处理技术不到位，严重时造成水利水电工程建筑地基沉降、变形甚至坍塌。

第三，水利水电工程在地基处理技术设计中应该选择透水性较好的地基，但实际上许多地区的地基在积水方面表现比较严重，这种严重的积水情况会为工程设计方案带来难题，不利于地基处理技术设计的发挥[1]。

3 水利水电工程地基处理技术设计的优化实施策略

结合上述几点问题可以看出，水利水电工程地基处理技术多局限于地质条件，而为了克服这些问题，下文就提出了3点比较成熟的地基处理技术设计优化实施策略。

3.1 水泥粉煤灰碎石桩地基处理技术设计

水泥粉煤灰碎石桩在水利水电工程地基处理方面应用广泛，其设计理念实用性较高，它主要由碎石、粉煤灰以及水泥3种原材料共同组成，具有较高的粘性。在水利水电工程地基处理技术设计方面，可采用该水泥粉煤灰碎石桩配合褥垫层进行复合性地基施工，提高地基的承载力水平，可应用于液化性土层。这种技术目前比较深受国内各个水利水电工程项目青睐，因为它的渗水性能表现较强且能够在水解和水化反应后提高水泥粉煤灰碎石桩的整体抗剪能力，这恰好克服了液化性土层抗剪能力较差的缺陷问题。不仅仅是液化性土层，该技术也可被应用于各种土层中，在保证承压指标后，它可提高地基整体密度，保证水利水电工程地基处理技术设计的绝对安全可靠。

3.2 预压地基处理技术设计

预压技术本身包含了降水技术、堆载预压技术以及真空预压技术3种。在水利水电工程施工中会运用到真空泵将地基与外界空气完全隔绝，此时地基中完全没有空气与水分，如此可提高土层地基本身的密实度，间接提升其地基承载能力。这种地基处理技术在设计方面可有效降低淤泥质土层的流变性，因为外界的水绝对不会进入到地基之中。在设计预处理地基过程中可考虑在地基上堆载一定量的预压物，保证提高地基承载力。在针对某些超软土地基时同样可以选择降水技术降低其地下水位，同样能够有效提高地基承载力与设计稳定性。

3.3 强透水层防渗地基处理技术设计

强透水层防渗地基处理技术在设计过程中首先要求对水库的渗漏问题进行解决，挖掘专门的渗漏通道以达到挖断截渗的效果。该强透水层在设计时需要设计上游坝坡防渗斜墙，并将斜墙延伸到沙壤土层以下1m深度左右，同时延伸设计1m的不透水层，保证这两层都能与水利水电工程坝体的防渗土工膜相互紧密衔接，可100%实现地基不渗水。这种地基处理技术设计比较适用于以多年冻土为地基基础的水利水电工程，因为不渗水意味着多年冻土地基不会出现流变性变化，可确保水利水电工程建筑安全稳定[2]。