（1）概述。四川省境内的二滩拱坝坝基由玄武岩、正长岩、变质玄武岩等坚硬岩浆岩组成，岩体完整性较好。按岩体完整性、风化程度划分，坝基建基面72.44%为优良岩体（A、B、C级岩体），16.75%为一般岩体（D级岩体），10.81%为软弱破碎岩体（E、F级岩体）。
建基面设计原则是：A、B、C级岩体直接利用；D级岩体灌浆效果较好，灌浆处理后利用；E、F级岩体岩石破碎或风化强烈，其变形模量及抗剪指标不能满足设计要求，须开挖处理。
初步设计后的优化设计减少了坝基嵌深，平均减少水平开挖深度7.3m，从而在设计线下残留有10.81%的E级岩体。根据E级岩体开挖处理原则，大面积分布时，采用开挖/置换混凝土的处理方案。局部风化夹层、小断层采用齿槽开挖处理。
根据招标设计，混凝土置换区域为：
左岸：高程1065～1150m、4～6号坝段及7～10号坝段的下游坝趾区E—3级岩体；
高程1000～1030m，14～15号坝段f10及E—2级裂面绿泥石化玄武岩软弱带。
右岸：高程1000～1020m，26～27号坝段f3断层带。
高程1050～1160m，31～37号坝段绿泥石—阳起石化玄武岩E-1级软弱岩带及玄武岩E—3级岩体。
置换区内，建基面E级软弱岩体深挖6～10m小断层，软弱夹层、风化夹层等软弱条带根据需要进行齿槽开挖，置换混凝土内根据需要设置冷却水管、锚筋及钢筋。置换混凝土标号为C25，Dmax=152mm。
根据开挖揭示的地质条件，对置换开挖的范围和深度进行调整。主要是：
左岸高程1120～1150m 4～6号坝段开挖至建基面后为C—1，D—1岩体，取消了置换开挖。高程1120～1065m 7～10号坝段下游的E—3岩级软弱带，大面积置换深度为5m后，在9号坝段还揭露有q12风化夹层，变形模量仅3～5GPa。采取局部深挖，加上E—3岩级，最大置换深度10～12m。
右岸高程1000～1020m 26～27号坝段f3断层带，较预测的分布范围有所扩大，在开挖过程中改原槽挖处理为置换开挖。开挖分两个区域进行，上游区置换深度2～4m，下游区5～6m。
右岸高程1050～1160m 31～37号坝段的置换开挖与坝基开挖同时一步到位，置换深度一般为5～6.5m，其基础大部分已达C—2级岩体，部分基础仍然没有达到要求，其中：
34号、35号坝段坝趾区仍为E—3级，继续深挖4～6m；
f10、f30断层进行槽挖开挖；
32号坝段E—1级绿泥石—阳起石化玄武岩软弱岩带，变形模量仅0.8～2.5GPa，置换开挖后其宽度仍然有4～14m，因此继续深挖约10m，累计置换深度达15m左右。
根据设计调整进行置换开挖后出现三种情况：5～6m深的浅置换区、15m深的置换块和局部齿槽。相应的置换混凝土也可以分为三类：大面积的薄层置换混凝土、厚层置换混凝土和混凝土塞。
（2）置换混凝土浇筑及相关加固处治。
1）置换混凝土浇筑程序。按照置换混凝土与坝体混凝土的连接方式，浇筑分为：置换混凝土与坝体混凝土一起连续浇筑；置换混凝土分期浇筑。平面布置如图13.14所示。
图13.14 置换混凝土浇筑平面布置
与拱坝主体混凝土一起连续浇筑的混凝土有：14～15号坝段裂面绿泥石—阳起石化玄武岩软弱带；f3断层置换区；31～37号坝段玄武岩E—3级置换区。
这些混凝土属于大面积薄层置换混凝土，已涉及从上游至下游整个坝段的坝基置换。这部分置换混凝土实际上已作为大坝混凝土的一部分。
与大坝混凝土分期浇筑的置换混凝土区包括：7～10号坝段坝趾区E—3岩级软弱带；34～37号坝段软弱带深挖区及断层；31～33号坝段绿泥石—阳起石化玄武岩软弱带。
这些置换混凝土属于深挖形成的混凝土置换块、混凝土塞及仅局限在下游坝趾的置换块，这部分置换混凝土被看做大坝基础的一部分。(www.xing528.com)
2）置换混凝土浇筑准备。
①钢筋配置。按照设计要求，在置换区的陡坎边缘布置钢筋以免应力集中引起混凝土破坏，由于在坝基清理中对尖棱边缘进行了修挖，置换区的边缘未布置钢筋。对于置换混凝土的底部钢筋，只在拱座关键承力部位，E—1、E—2岩级置换带，按设计布置钢筋。31～35号坝段置换混凝土的底部钢筋为两层
32@30。14～15号坝段配置
25@20钢筋。但布置底部钢筋将影响混凝土浇筑的平仓及振捣，特别是将来还需在置换混凝土的顶部钻孔进行固结灌浆，底部钢筋将被破坏，也影响钻孔，因此，根据建基面情况和设计要求，工程师同意承包人取消了其余置换混凝土底部钢筋。
②插筋布置。插筋有利于置换混凝土与岩体的连接，但不利于置换混凝土施工。在置换混凝土浇筑时，工程师同意承包人只对置换区较陡峻的基岩面设置插筋，以防提前浇筑的置换混凝土在大坝混凝土浇筑前被拉开（例如36～38号坝段，插筋参数为
32@300，长5m，交错布置）。
3）置换混凝土的浇筑。与大坝一起浇筑的置换混凝土与大坝混凝土的浇筑程序相同。先期浇筑的置换混凝土，其整体轮廓线应保持与坝基轮廓线基本一致。为了置换混凝土施工方便，浇筑层厚1～2m，上下层置换混凝土间错位1～2m以形成锯齿状轮廓线（图13.15），上部大坝混凝土的分缝布置在置换混凝土的台阶中部，分缝位置的台阶面设置倒梯形导缝坑。置换混凝土的锯齿状高度不大于1m，各台阶浇筑层的模板倾角不大于75°，以避免形成锐角突变形状。混凝土体型误差不超过10cm。
图13.15 置换混凝土浇筑示意图
置换混凝土的标号用坝基强约束区的混凝土的标号，即C35（180天），浇筑程序同其他坝基混凝土相邻层的浇筑间隔时间为7天以上。
4）固结灌浆。置换混凝土底部基岩采用了三种形式的固结灌浆：浇筑前无盖重灌浆；浇筑后盖重灌浆；浇筑后引管灌浆。
①浇筑前无盖重灌浆。仅对置换开挖后基岩较好、浅表层需进行处理的13～15号坝段单独采用无盖重灌浆。
②浇筑后盖重灌浆。以置换混凝土为盖重，在置换混凝土面上进行钻孔灌浆和检查。由于这种方式要求置换混凝土冷却到平均地温、冷却水管回填灌浆后才能进行，故只在6～8号坝段实施。
③引管灌浆。考虑施工进度要求，以及钢筋、锚筋、冷却水管对灌浆的影响，承包人向工程师提交了另一种置换区盖重固结灌浆方式——引管灌浆。其程序如下：
a.在置换混凝土浇筑之前，完成50%孔（交错取）的钻孔和无盖重灌浆；
b.进行余下50%孔的钻设，并预埋1英寸的钢管，引向坝趾贴角；
c.铺设置换混凝土钢筋及混凝土中的冷却水管，浇筑置换混凝土；
d.待坝体混凝土达到一定高度、置换混凝土冷却到平均地温后进行引管盖重高压灌浆；
e.在拱坝贴角处或廊道内钻孔，对引管盖重灌浆区进行检查或补强。
5）置换混凝土上的大坝混凝土浇筑。先期浇筑的置换混凝土冷却到平均地温、钻孔灌浆工作完成后，应及时进行上部主体混凝土的浇筑。先期置换混凝土作为坝基基础，为保证其均匀承力和与主体混凝土的连接，采取了如下措施：
①混凝土光滑接触面不进行凿毛处理，割除外露钢筋；
②在大坝混凝土浇筑时，置换混凝土与基岩面的上下交界处设置并缝钢筋
25@50；
③在大于1m的垂直台阶边缘布置钢筋。
为避免置换混凝土台阶面上出现小于0.3m的浇筑层，采取倒角处理。
（3）效果。
二滩水电站抛物线型混凝土双曲拱坝系我国已建投产的最大混凝土双曲拱坝。到了2012年时，它将名列第二，仅次于云南小湾抛物线型混凝土双曲拱坝。
该工程于1991年开工，在紧接着的基础开挖中，采取“大面积的薄层置换混凝土、厚层置换混凝土和混凝土塞”等加固处理，E级岩体已被置换混凝土替代。大坝自1999年投产以来，基础稳定，电站一直处于正常运行状态。二滩这座由玄武岩、正长岩、变质玄武岩组成的拱坝坝基，采用置换混凝土加固破碎岩体及风化夹层的成功案例，成为我国置换混凝土加固法的范例样板。
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