用人工方法改善岩体的力学强度和完整性,以达到提高岩体的稳定性和不透水性的工程措施。在水利工程建设中,为确保坝基、地下洞室围岩和岩坡的稳定与安全,有时需要加固岩体。常用的岩体加固方法有:开挖清除、固结灌浆、锚杆或锚索、喷混凝土或混凝土衬砌、混凝土挡墙或支墩、防渗和排水等。开挖清除 对处于岩基和岩坡表层的风化破碎岩体或浅层可能滑移的岩体,应开挖清除
用人工方法改善岩体的力学强度和完整性,以达到提高岩体的稳定性和不透水性的工程措施。在水利工程建设中,为确保坝基、地下洞室围岩和岩坡的稳定与安全,有时需要加固岩体。常用的岩体加固方法有:开挖清除、固结灌浆、锚杆或锚索、喷混凝土或混凝土衬砌、混凝土挡墙或支墩、防渗和排水等。
开挖清除 对处于岩基和岩坡表层的风化破碎岩体或浅层可能滑移的岩体,应开挖清除,其深度应达到新鲜完整岩体(或符合设计要求)为止,对埋藏较深的软弱夹层和断层破碎带等,可采用槽挖、井挖或洞挖方法挖除,而后浇注混凝土并进行接触和固结灌浆,以提高岩体的力学强度和不透水性。作为一例,岩基的开挖和接触灌浆与固结灌浆等的布置见图。
浙江奉化交口水库右坝肩扩大基础等综合处理措施
固结灌浆 当岩基、地下洞室围岩和岩坡中(或其表层)遇有裂隙发育的岩体,可进行固结灌浆、借浆液的胶结作用使其形成整体,提高岩体的力学强度、稳定性和不透水性。固结灌浆材料,通常多采用水泥,也有采用沥青、水玻璃或各种树脂。灌浆材料,应根据地质条件和工程要求,必要时通过试验选定。水泥灌浆适用于单位吸水率为0.00005~0.01米3·分-1·米-1·米-1的破碎岩体。灌浆孔的孔深和孔距,浆液的配比,应通过试验确定,岩基固结灌浆的布置见附图。
锚杆或锚索加固 当岩基、地下洞室围岩和岩坡中存在软弱夹层或断层破碎带等影响岩体稳定时,可采用锚杆或锚索加固。锚杆一般用于加固浅层岩体,锚索用于加固大体积深厚岩体。加固方法是用钻孔通过软弱夹层或断层破碎带并深入完整坚硬岩层一定深度,在孔内插入锚杆(填浆式的或预应力的)或预应力锚索。锚杆及其他(如钢支撑等)可作为地下洞室的临时或永久支护(锚杆亦可与喷混凝土结合使用),预应力锚索加固应根据试验和稳定分析计算确定。
喷混凝土或混凝土衬砌 当地下洞室围岩和岩坡为裂隙发育或易风化的岩体时,可采用喷混凝土加固,借混凝土填塞裂隙和胶结的作用,使其形成整体并防止风化,以提高岩体的稳定性,喷混凝土与锚杆相结合,是地下洞室全断面开挖时的一种有效的临时支护,有时亦可作为永久支护。有时根据地质条件、围岩力学性质和工程运行要求,地下洞室需进行全断面混凝土衬砌、以保证围岩稳定。
混凝土挡墙或支墩加固 对不稳定岩坡,可采用混凝土挡墙或支墩加固。根据稳定分析,经过设计,在坡脚处设置混凝土挡墙或支墩,以阻止岩体下滑,保证岩坡稳定,混凝土挡墙亦可与锚杆或预应力锚索结合使用。
防渗和排水 为了减少和降低岩基和岩坡中地下水渗漏量和渗透压力,提高岩体的稳定性,可采用防渗和排水处理措施。防渗和排水设施的要求和布置,应根据岩体中相对不透水层的埋藏位置和减少渗透水头的要求,经设计计算确定。防渗设施有截水墙和防渗帷幕两种。截水墙一般设置在靠上游部位的坝基中,对破碎岩体进行槽挖后,填筑混凝土或粘土等低透水性材料形成。防渗帷幕通常采用水泥灌浆形成(见图)。防渗帷幕灌浆孔(见帷幕灌浆)的孔距、排数和排距,与地质条件、浆液性能和灌浆工艺等有关,大型工程应通过试验确定,中小型工程、可在施工中采取分期灌浆、逐级加密、边检查和边灌浆确定。帷幕灌浆孔的方向以尽可能多地穿过对防渗不利的裂隙为原则,对可能渗入岩坡的地表水和地下水,可设置截水和排水系统(如明沟、盲沟或地下孔洞等)将其排除,以降低或消除由此产生的渗透压力和静水压力,提高岩坡的稳定性(见岩体排渗)。
对岩基和岩坡中存在的岩溶洞穴等,首先应查明其形成规律、埋藏和分布状况;当从防渗要求进行处理时,对地表溶洞等,可采用挖除其中充填物后用混凝土填塞:对深埋溶洞等,可通过钻孔,竖井等用水泥砂浆或混凝土等填塞(见岩溶处理)。
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