复杂地质区水利工程施工地基处理灌浆技术

摘要：水利工程是我国水能开发利用的重要基础设施，但目前，我国水能储量丰富的区域地质条件稳定性相对较差，并且存在着较大的地势高差，对于水利工程的地基施工处理提出了较高的要求。基于此，文章针对复杂地质区水利工程地基施工处理灌浆技术进行研究以及分析。首先针对复杂地质区域水利工程施工地基处理灌浆技术的应用价值进行研究，随后针对复杂地质及水利工程的地基处理需要面临的相关问题进行分析，最后针对灌浆技术在复杂地质区水利工程的施工地基处理过程中的灌浆技术的应用进行研究，具体包括了地基的加固稳定以及地下水位控制两个方面，为灌浆技术在复杂地质区水利工程施工地基处理中的推广应用提供参考。

关键词：复杂地质区；水利工程；施工地基处理；灌浆技术

1、复杂地质区水利工程施工地基处理灌浆技术的应用价值

目前，部分水利工程所处的地区地质条件较为复杂，存在一定的断裂构造、软弱土层、含水层，地基部分的承载力水平明显降低，对工程建设质量和效率都会产生一定的影响。施工单位可以在通过现场地质勘查工作了解当地存在的不良地质构造，并使用灌浆技术对其进行处理，全面提高地基的承载能力，使得水利工程的施工计划得以有效落实，避免出现工期延误以及施工返工问题，有助于提高工程的施工建设质量以及效率[1]。同时，灌浆技术在水利工程地基处理环节的应用，使得施工单位可以根据工程现场不良地质科学确定处理方案，保障水利工程的地基承载力能够完全满足工程建设的质量要求，避免在工程建设期间频繁出现地基沉降等方面的质量问题，以此为基础控制工程建设的施工成本投入，提高水利工程的经济效益。

2、复杂地质区水利工程的施工地基处理常见问题

我国水利工程在复杂地质区施工建设时，地基处理工作事关工程的施工建设质量以及经济效益，通常看来，在复杂地质区进行地基处理时，施工单位通常会面临如下问题：一是地基沉降。如果水利工程在建设期间遭遇的软弱地层或者是含水层，通常会出现地基沉降的问题，直接影响到水利工程运行的安全性和稳定性。地基沉降现象的存在使得水利工程的大坝变形问题发生概率明显提升。正因如此，在复杂地质区的水利工程施工地基处理过程中，要针对地基沉降发生的可能性、预期影响等因素精准地进行判断，这也是地基处理工作的重要内容。二是地质不稳定。在复杂地质区域，因为其结构和岩性存在明显的区别，地基基础处理工作面对着巨大的挑战，并且部分区域也会分布断层、褶皱、软弱等地层，在影响基础部分承载力和稳定性的前提下，同样会带来塌陷、地基沉降等问题。

复杂地质区地下结构组成较为复杂，地下水位有着突变的可能性，将会影响到水利工程的施工及运行。地下水位的变化将会对地基的承载力以及稳定性产生明显的影响，正因如此，施工单位需要针对目标区域内的地下水位变化实时进行监测，针对工程地基问题进行处理。

3、复杂地质区水利工程地基施工处理灌浆技术应用要点

3.1地基的加固处理

对于复杂地区的水利工程地基灌浆处理而言，加固、稳定也是其中的首要任务，灌浆技术的应用便可达成地基部分加固稳定的施工目标。在复杂地质区域中，水利工程地基工程通常都遭遇软弱地层、断层、褶皱这类问题，代表地基部分的承载力水平与工程标准要求相比存在明显的差距，很容易出现地基沉降、塌陷这种质量问题。灌浆技术可以在这些稳定性较差的地基上针对地基空隙使用高强度灌浆材料进行填充，凝固后形成的灌浆体在承载力、稳定性等方面都有着明显的优势。

在复杂地质区的软弱地层中，土壤和软岩的含水量较高，抗剪强度明显下降，变形和沉降问题发生概率明显提升，在经过灌浆处理之后，地基抗剪强度计算公式如下：

公式中的τ代表了软弱地层的抗剪强度，σс代表了地基的黏聚力，φ则代表了地基中的有效内摩擦角。施工单位根据不良地质及地基基础要求科学确定施工材料及技术之后，灌浆体与软弱地层相比，抗剪强度水平将会明显提升，意味着灌浆体能够分担地基工程的部分荷载，软弱地层荷载传递有所减轻，地基工程的稳定力和承载力水平可以得到明显提升[2]。此外，断层以及褶皱现象的存在使得地基不均匀沉降和变形问题的发生概率明显提升，意味着水利工程的运行稳定性和安全性将会受到明显影响，定向灌浆方法则能够针对不良地质结构中的裂缝进行加固以及填充。在经过灌浆处理之后，断层带的抗剪强度计算公式如下：

公式中的τƒ则是代表了断层带灌浆后的抗剪强度，v/v0代表了灌浆材料的具体体积和浓度，τ代表了灌浆体抗剪强度。在灌浆材料的体积浓度接近于0的状况下，断层带能够被有效填满，抗剪强度与灌浆体强度相比差距极小。施工单位利用灌浆处理技术能够针对地层、褶皱等进行处理，使得地基工程的稳定性明显提升。在复杂地质结构处理期间，灌浆技术的应用需要在获得地质勘查报告的前提下设计较为完善的施工方案，确保工程管理以及施工人员能够了解地基条件并选择相应的工程措施。

3.2地下水位的有效控制

复杂地质区域的地下水位处于波动变化状态，无形中提高了地基不稳定以及结构损坏问题的发生概率。灌浆技术在用于复杂地质水利工程地基处理工作时，施工单位需要针对地下水位进行管控以及调整，可以选择在地下水位上方设置防渗灌浆帷幕，在裂缝中注入具备流动性以及耐腐蚀性的灌浆材料，最终形成较为完善的防水屏障，这也代表水利工程的构筑物能够避免和地下水直接进行接触，地下水位能够始终保持在稳定的水平线上，避免与工程建筑构件直接产生接触。在灌浆防渗帷幕施工期间，施工人员需要针对所处区域的地下水位历史资料进行研究以及分析，并针对未来的变化趋势及其发展规律进行考虑以及研究，在综合分析地质条件、关键材料和性能的相关数据的前提下确定灌浆帷幕的厚度、灌浆材料的具体类型以及注入密度[3]。此外，施工单位要根据地下水的流动特性，针对灌浆帷幕位置以及形状进行优化，确保地下水位能够控制在合理范围内。

为了避免地下水位过高对于地基工程产生的负面影响，施工单位需要使用灌浆技术针对地下水位进行排水处理，避免出现地基沉降现象。灌浆技术可以在地下渗透通道封堵工作中发挥作用，避免地下水通过裂隙以及孔洞逐渐渗透到工程区域。灌浆技术也可以在疏松地层以及孔隙中发挥填充作用，地下水的排水效率明显提升。在进行地下水排水处理时，施工单位必须保障材料具备良好的排水能力，确保地下水能够以极快的速度排出，提高地基部分的承载力。施工单位需要根据地质条件以及排水工作需求，调整排水灌浆材料密度、注入速度以及深度，确保排水工作效果能够达成最初目标。

总结

总而言之，在我国水利工程施工建设期间，复杂地质区存在的断层、褶皱这类不良地质将会直接影响到地基工程的稳定性和承载力，不利于水利工程建设及安全运行。灌浆施工技术能够全面提高地基工程的稳定性以及工程建设的经济效益，解决在复杂地质区域水利工程地基处理工作中存在的地基不稳定性、地下水位变化、地基沉降等方面的问题。施工人员在灌浆技术操作过程中，需要根据当地的地质条件进行地基的灌浆加固处理，并通过设置防渗帷幕，针对地下水位进行控制，配合灌浆材料的应用针对地下水及时排除，提高地基工程建设的质量以及稳定性，避免影响到水利工程的建设及运行。

参考文献

[1]刘晨亮.水利水电工程水库大坝坝基固结灌浆施工技术研究[J].产业创新研究，2024，（24）：112-114.

[2]张全荣.复杂地质区水利工程施工地基处理灌浆技术[J].科技资讯，2024，22（13）：138-140.

[3]吴宇琪.浅谈水利工程中基础灌浆施工技术应用[J].城市建设理论研究（电子版），2024，（06）：120-122.