水利工程高邊坡的加固與治理

1、淺談水利工程施工高邊坡的加固與治理邊坡穩(wěn)定問題是水利水電工程中經(jīng)常遇到的問題。邊坡的穩(wěn)定性直接決定著工程修建的可行性，影響著工程的建設(shè)投資和安全運(yùn)行。我國(guó)曾有幾十個(gè)水利水電工程在施工中發(fā)生過邊坡失穩(wěn)問題，如天生橋二級(jí)水電站廠區(qū)高邊坡、漫灣水電站左岸壩肩高邊坡、安康水電站壩區(qū)兩岸高邊坡、龍羊峽水電站下游虎山坡邊坡等等。為治理這些邊坡不但耗去了大量的資金，還拖延了工期，成為我國(guó)水利水電工程施工中一個(gè)比較嚴(yán)峻的問題，有的邊坡工程甚至已經(jīng)成為制

2、約工程進(jìn)度和成敗的關(guān)鍵。我國(guó)正在建設(shè)和即將建設(shè)的一批大型骨干水電站，如三峽、龍灘、李家峽、小灣、拉西瓦、錦屏等工程都存在著嚴(yán)重的高邊坡穩(wěn)定問題。其中三峽工程庫(kù)區(qū)中存在10幾處近億立方米的滑坡體，拉西瓦水電站下游左岸存在著高達(dá)700m的巨型潛在不穩(wěn)定山體，龍灘水電站左岸存在總方量1000萬(wàn)m3傾倒蠕變體等。高邊坡的地質(zhì)構(gòu)造往往比較復(fù)雜，影響滑坡的因素也很多，因此，我國(guó)廣大水電科技人員在與滑坡災(zāi)害作斗爭(zhēng)的過程中，不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，積極開展科

3、技攻關(guān)，總結(jié)出了一整套水電高邊坡工程勘測(cè)、設(shè)計(jì)和施工新技術(shù)，成功地治理了天生橋二級(jí)、漫灣、李家峽、三峽、小浪底等工程的高邊坡問題。一、混凝土抗滑結(jié)構(gòu)的應(yīng)用一、混凝土抗滑結(jié)構(gòu)的應(yīng)用㈠混凝土抗滑樁抗滑樁由于能有效而經(jīng)濟(jì)地治理滑坡，尤其是滑動(dòng)面傾角較緩時(shí)，其效果更好，因此在邊坡治理工程中得到了廣泛采用。如：天生橋二級(jí)水電站于1986年10月確定廠房下山包壩址后，11月開始在廠房西坡進(jìn)行大規(guī)模的開挖，加上開挖爆破和施工生活用水的影響，誘發(fā)了面積

4、約4萬(wàn)㎡、厚度約25～40m、總滑動(dòng)量約140萬(wàn)m3的大型滑坡體。初期滑動(dòng)速度平均每日2mm，到次年2月底每日位移達(dá)9mm.如繼續(xù)開挖而不采取任何工程處理措施，預(yù)計(jì)雨季到來時(shí)將會(huì)發(fā)生大規(guī)模的滑坡，為此，采取了抗滑樁等一整套治理措施?？够瑯斗殖蓛膳挪贾迷趶S房滑坡體上，在584m高程上設(shè)置1排，在597m高程平臺(tái)上設(shè)置1排，樁中心距6m，樁深為25～39m，其中心深入基巖的錨固深度為總深度的1／4，斷面尺寸為3m；4m，設(shè)置15kg／m輕型

5、鋼軌作為受力筋，回填200號(hào)混凝土，每根抗滑樁的抗剪強(qiáng)度為12840kn，17根全部建成后，可以承受滑坡體總滑動(dòng)推力218280kn.第一批抗滑樁從1987年3月上旬開工，5月下旬開始澆筑，6月1日結(jié)束。第二批抗滑樁施工是在1987～1988年枯水期內(nèi)完成的?？够瑯堕_挖深度達(dá)3～4m后，在井壁噴30～40cm厚的混凝土。對(duì)巖體較好的井壁采用打錨桿、噴錨掛網(wǎng)的方法進(jìn)行支護(hù)，噴混凝土厚度10～15cm。對(duì)局部塌方部位增設(shè)鋼支撐?？够瑯堕_挖到

6、設(shè)計(jì)要求深度后，進(jìn)行鋼筋綁扎和鋼軌吊裝?；炷翝仓捎盟禄炷恋呐浜媳?，由拌和樓拌和，混凝土罐車運(yùn)輸直接入倉(cāng)，每小時(shí)澆筑厚度控制在1.5m內(nèi)，特別是在滑動(dòng)面上下4m部位，還需下井進(jìn)行機(jī)械振搗。在澆到離井口5～7m時(shí)，要求分層振搗。每個(gè)井口設(shè)兩個(gè)溜斗，溜管長(zhǎng)度為10～14m，管徑25cm?？够瑯兜慕ǔ桑瑢?duì)樁后坡體起到了有效的阻滑作用。采用抗滑樁是穩(wěn)定安康溢洪道邊坡的主要手段，在263m高程平臺(tái)上共設(shè)置了9根直徑1m的鋼筋混凝土抗滑樁，每

7、根樁都貫穿幾個(gè)棱體，最深的達(dá)35m，樁頂嵌入溢洪道渠底板內(nèi)。為了不干擾平臺(tái)外側(cè)基坑的施工，樁身用大孔徑鉆機(jī)鉆成，孔壁完整，進(jìn)度較快，兩個(gè)月就全部完成。這98φ20和4φ20?？蚣芤笤谄旅嫱?0cm深，50cm寬的槽，部分嵌入坡面內(nèi)，表層填土并摻入耕植上，形成草本植被的永久護(hù)坡。在巖性較好的部位可采用錨桿和噴混凝土保護(hù)坡面。㈣混凝土擋墻混凝土擋墻是治坡工程中最常用的一種方法，它能有效地從局部改變滑坡體的受力平衡，阻止滑坡體變形的延展。在

8、1986年6月，天生橋二級(jí)水電站工程下山包廠址未定之前，由于連降大雨（其降雨量達(dá)91.2mm），550m高程夾泥層上面的巖體滑動(dòng)10余cm，584m高程平臺(tái)上出現(xiàn)3條裂縫，其中最長(zhǎng)一條55m長(zhǎng)，2.2cm寬，下錯(cuò)2cm。為此采取了在550m高程澆筑50余m長(zhǎng)的混凝土擋墻和打錨桿等措施。天生橋二級(jí)水電站廠房高邊坡坡頂設(shè)置了混凝土擋土墻，以防止古滑坡體的復(fù)活，部分坡面采用漿砌塊石護(hù)面加固，坡腳680m高程設(shè)置混凝土防護(hù)墻。在漫灣水電站邊坡工

9、程中也采取了澆混凝土擋墻及漿砌石擋墻、混凝土防掏槽等措施，綜合治理邊坡工程。㈤錨固洞在漫灣水電站邊坡工程中，采用各種不同斷面的錨固洞64個(gè)，形成較大的抗剪力。在左岸邊坡滑坡以前，已完成2m；2m斷面小錨固洞18個(gè)，每個(gè)洞可承受剪力9000kn.此外，還利用地質(zhì)探洞回填等增加一部分剪力。由于錨固洞具有一定的傾斜度，防止了混凝土與洞壁結(jié)合不實(shí)的可能性，同時(shí)采取洞樁組合結(jié)構(gòu)的受力條件遠(yuǎn)較傳統(tǒng)懸臂結(jié)構(gòu)合理，可望提供較大的抗力。二、錨固技術(shù)的應(yīng)用

10、二、錨固技術(shù)的應(yīng)用采用預(yù)應(yīng)力錨索進(jìn)行邊坡加固，具有不破壞巖體，施工靈活，速度快，干擾小，受力可靠，且為主動(dòng)受力等優(yōu)點(diǎn)，加上坡面巖體抗壓強(qiáng)度高，因此，在天生橋二級(jí)、漫灣、銅街子、三峽、李家峽等工程的邊坡治理中都得到大量應(yīng)用。在漫灣水電站邊坡工程中，采用了1000kn級(jí)錨索1371根、1600kn級(jí)錨索20根、3000kn級(jí)錨索859根、6000kn級(jí)錨索21根，均為膠結(jié)式內(nèi)錨頭的預(yù)應(yīng)力錨索，采取后張法施工。預(yù)應(yīng)力錨索由錨索體、內(nèi)錨頭、外錨

11、頭三部分組成。內(nèi)錨頭用純水泥漿或砂漿作膠結(jié)材料，其長(zhǎng)度1000kn級(jí)為5～6m，3000kn級(jí)為8～10m，6000kn級(jí)為10～13m；外錨頭為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，與基巖接觸面的壓應(yīng)力控制在2.0mpa以內(nèi)。為提高錨索受力的均勻性，漫灣工程施工單位設(shè)計(jì)了一種小型千斤頂，采用“分組單根張拉”的方法，如3000kn錨索19根鋼絞線，每組拉3根，7次張拉完；6000kn錨索37根，10次張拉完，既簡(jiǎn)化操作程序，又提高錨索受力均勻性。錨索在補(bǔ)償張

12、拉時(shí)可以用大千斤頂整體張拉（如3000kn錨索），也可繼續(xù)用分組單根張拉方法（如6000kn錨索），都不會(huì)影響錨索受力的均勻性。在小浪底工程中大規(guī)模采用的無粘結(jié)錨索具有明顯的優(yōu)點(diǎn)，其大部分鋼絞線都得到防腐油劑和護(hù)套的雙重保護(hù)，并且可以重復(fù)張拉。由于在施工時(shí)內(nèi)錨頭和鋼鉸線周圍的水泥漿材是一次灌入的，漿材凝固后再?gòu)埨?，因此減少了一道工序，提高了工效，但其價(jià)格相對(duì)較高。在高邊坡施工過程中為保證開挖與錨固同步施工，必須縮短錨索施工時(shí)間，及早對(duì)巖