水利水電工程中高邊坡的加固與治理技術(shù)探討

高邊坡的地質(zhì)結構較為復雜，導致其出現滑坡的因素也較多，如何有效的對高邊坡進(jìn)行加固和處理成為水利水電工程技術(shù)人員關(guān)注的焦點(diǎn)，本文作者結合自己多年從事水利水電工程施工的經(jīng)驗，探討幾種常用的加固治理方法。

一、運用混凝土結構進(jìn)行高邊坡的加固治理

1、采用抗滑樁進(jìn)行高邊坡的加固治理

混凝土抗滑樁在邊坡加固上經(jīng)濟性較好，特別是對于滑動(dòng)面角度較小時(shí)加固效果更好，因而被廣泛用于高邊坡的加固與治理上。如某水電站在進(jìn)行壩址土方開(kāi)挖過(guò)程中，因當地地質(zhì)、爆破等影響而出現面積為3萬(wàn)平米、平均厚度為35m的滑坡體?；麦w剛出現時(shí)每日滑動(dòng)速度為3mm，第二年開(kāi)始每日的滑動(dòng)速度達到10mm;若再不采取措施進(jìn)行加固處理，將引起更大規?；碌某霈F。因此，施工方采用混凝土抗滑樁進(jìn)行邊坡加固處理，沿著(zhù)滑坡體縱向設置兩排抗滑樁，抗滑樁之間的距離為6m，依據滑坡體的厚度確定樁深，深度在26～40m變化，單根混凝土抗滑樁可以承受12800kn的剪力作用，共設置18根混凝土抗滑樁，可以承受滑坡體產(chǎn)生的大約220000kn的推力?？够瑯妒┕r(shí)，其開(kāi)挖深度為3m，之后在周?chē)鷩娚浜穸葹?5cm的混凝土。對于周?chē)膸r體具有較好穩定性的，先在井壁四周采用噴錨掛網(wǎng)的方式進(jìn)行支護處理，之后在周?chē)鷩娚浜穸葹?5cm的混凝土;部分出現塌方的井壁，可以結合場(chǎng)地情況設置鋼支撐。在抗滑樁的開(kāi)挖滿(mǎn)足設計要求之后，就可以進(jìn)行鋼軌的吊裝以及鋼筋籠的綁扎?；炷潦褂脻M(mǎn)足水工要求的配合比，在混凝土攪拌站拌合好后運輸到施工現場(chǎng)直接澆注，澆注的速度應當控制在1.5m/h;對于滑動(dòng)面3m左右應當進(jìn)行機械振搗;當澆筑到離地表6m左右時(shí)，應當對混凝土進(jìn)行分層機械振搗。在混凝土抗滑樁完成施工以后，有效的阻止了滑坡體的滑動(dòng)，加固效果較好。

2、采用混凝土沉井進(jìn)行高邊坡的加固治理

混凝土沉井為框架結構，施工過(guò)程中應當分節進(jìn)行?；炷脸辆粌H能夠達到抗滑樁的的效果，而且也可以充當擋土墻。在進(jìn)行混凝土沉井設計時(shí)，應當綜合考慮沉井現場(chǎng)布置、基坑施工條件、沉井受力狀態(tài)等，水平面可以按照“田”字型進(jìn)行布置，沉井隔墻以及井壁的厚度應當滿(mǎn)足下沉重量的要求?；炷脸辆虏烤诘暮穸葹?0cm、上部井壁的厚度為80cm，橫隔墻應當超出腳踏面1.5m，以便工程施工人員能夠正常通行?；炷脸辆纳疃葹?1m，分成三節進(jìn)行施工?；炷脸辆氖┕み^(guò)程主要有填心、沉井下沉、沉井制作、平整場(chǎng)地等環(huán)節;在進(jìn)行沉井下沉施工時(shí)，應當使用人力進(jìn)行沉井的開(kāi)挖，使用簡(jiǎn)單的設備將渣土運到井外，密切監測沉井的偏移，當出現偏移時(shí)應采取措施進(jìn)行修正。

3、噴射混凝土和混凝土框架護坡

混凝土框架可以保護滑坡體的表層，提高滑坡體的整體性能，避免滑坡體出現風(fēng)化以及地表水的滲入?；炷量蚣茏o坡有著(zhù)排水方便、適用面廣、施工方便、用料省、結構自重小等優(yōu)點(diǎn)，并且可以將其與其他加固措施配合使用。如某水電站的下山包滑坡面就使用節點(diǎn)中心為2m、尺寸為50×50cm的混凝土框架進(jìn)行加固治理，對于框架節點(diǎn)處安設錨桿，對于高程為560～550m的坡面框架節點(diǎn)處采用直徑為32和36cm、長(cháng)度為14m的砂漿錨桿;對于高程為560～580m的坡面框架節點(diǎn)處采用直徑為26cm、長(cháng)度為8m的砂漿錨桿，同時(shí)在框架內按照構造要求進(jìn)行鋼筋配制。在設置混凝土框架時(shí)，應當先沿著(zhù)坡面開(kāi)挖寬度為50cm、深度為30cm的溝槽，混凝土框架應部分埋在坡面里，之后再摻入耕植后進(jìn)行回填作業(yè)，以便在邊坡表面形成植被防護。對于性能較好的巖層，可以考慮使用噴射混凝土加錨桿的方式進(jìn)行坡面的防護。

4、采用錨固洞進(jìn)行高邊坡的加固治理

在某水電站邊坡加固治理工程中，使用72個(gè)截面積不同的錨固洞，進(jìn)而使邊坡具有一定的抗剪強度。在該水電站的左側邊坡出現滑坡體之前，就已經(jīng)20個(gè)設置了截面積4m2的錨固洞，單個(gè)錨固洞可以承受8000kn的剪力。除此之外，利用已經(jīng)存在的地質(zhì)探回洞來(lái)承受一定的坡面剪力作用。錨固洞設置時(shí)應保證適當的傾斜角度，以便能夠確保錨固洞與混凝土之間的密實(shí)性。

5、采用混凝土擋墻進(jìn)行高邊坡的加固治理

對于水利水電工程高邊坡加固來(lái)說(shuō)，混凝土擋墻是較為常用的加固治理方法，它能夠從高邊坡的局部來(lái)強化邊坡的整體性能，改善邊坡自身的受力平衡，進(jìn)而有效防止滑坡體變形的發(fā)展。如某水電站在高邊坡頂部處，設置了混凝土擋土墻以后，有效的避免的原有滑坡體的滑動(dòng)，有的坡面使用漿砌石塊進(jìn)行加固處理，并在高邊坡的坡腳安設了混凝土擋土墻。

二、錨固技術(shù)進(jìn)行高邊坡的加固治理

在水利水電工程中，使用錨固技術(shù)進(jìn)行高邊坡的加固治理，有著(zhù)主動(dòng)受力、受力可靠、干擾小、速度快、施工靈活、巖體破壞小等優(yōu)點(diǎn)。如在某水電站邊坡加固工程施工中，使用了25根6000KN級錨索、912根3000KN級錨索、24根1600級錨索、1412根1000級錨索，所有的預應力錨索均使用膠結式內錨頭，采用后張法進(jìn)行預應力作業(yè)。所用的預應力錨索主要由外錨頭、內錨頭、錨索體構成，使用砂漿或者純水泥漿作為內錨頭的膠結材料，6000KN級的長(cháng)度約為12m、3000KN級的長(cháng)度約為9m、1000KN級的長(cháng)度約為5m;使用鋼筋混凝土作為預應力錨索的外錨頭，控制外錨頭與基巖之間的壓應力不大于20Mpa。

為了保證錨索預應力的均勻，水電站施工期間運用了小型千斤頂，運用“分組單根張拉”的方法進(jìn)行施工作業(yè)，這種方法不僅降低的操作工序的繁瑣性，而且可以確保錨索能夠均勻受力。在進(jìn)行錨索的補償張拉時(shí)，可以采用大型千斤頂對錨索進(jìn)行整體張拉操作，也可以繼續使用采用單根張拉的方法進(jìn)行操作，兩種方法都可以保證錨索實(shí)現均與受力。在水利水電工程的高邊坡施工中，為了能夠確保錨固施工與邊坡開(kāi)挖能夠同步作業(yè)，應采取適當的措施降低預應力錨索操作時(shí)間，以便能夠盡快對高邊坡的巖體加預應力，進(jìn)而在實(shí)現提高工程施工速度的前提下，保證邊坡的整體穩定性。

三、其他措施的運用

1、壓坡、減載措施的運用

在進(jìn)行高邊坡加固時(shí)，若現場(chǎng)條件允許應當優(yōu)先考慮使用減載、壓坡的方式。對于滑坡體覆蓋層厚度較大的部位，在能夠確保不影響施工道路前提下，應當盡可能的在后緣進(jìn)行減載。在某水電站邊坡加固施工中，采用的減載壓坡的方式，第一次施工減少了15萬(wàn)m3的土體，在首次減載結束以后滑坡體的下滑速度下降明顯;第二次施工又減少了13萬(wàn)m3的土體，兩次共減載了28萬(wàn)m3的土體，有效的降低的滑坡體的下滑速度，提升的高邊坡的安全穩定系數。

2、截水、排水措施的運用

當地表水滲透到滑坡體以后，就會(huì )使滑坡體的自重增大，加大滑坡體的滑動(dòng)力，同時(shí)使滑動(dòng)面與巖層之間的內摩擦力減小，這樣就影響了高邊坡的整體穩定性。對于處在滑坡體外部的地表水，可以采用設置多條排水溝、攔水溝的方式進(jìn)行排水;對于位于滑坡體表面的地表水，應當使用黃土對滑坡體表面開(kāi)裂部位進(jìn)行填堵，對于地勢較低、容易積水的地方，應當使用礦渣將其填平，地表水集中的地方應設置排水溝，以便能夠及時(shí)將地表水排除滑坡體。對于高邊坡來(lái)說(shuō)，地下水的存在對其穩定有顯著(zhù)的影響;可以采用排、導、防等措施來(lái)降低邊坡附近的地下水位，降低地下水對滑坡體的滲水壓力，以便能夠有效改善高邊坡的自身性能，進(jìn)而提升邊坡的整體穩定性。

水利水電工程高邊坡的加固應當結合現場(chǎng)的實(shí)際情況，考慮采用混凝土抗滑樁、噴射混凝土和混凝土框架護坡、混凝土沉井、錨固洞、混凝土擋墻以及預應力錨索技術(shù)等進(jìn)行加固處理，配合使用壓坡、減載、截水、排水等措施，全面提升高邊坡的穩定性。

參考文獻：

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