洛古水電站廠區(qū)后邊坡滑坡體的治理及監(jiān)測分析

王　榮，　趙 啟 強，　李 旺 盛

(中國水利水電第十工程局有限公司，四川 成都　610072)

洛古水電站廠區(qū)后邊坡滑坡體的治理及監(jiān)測分析

王榮，趙 啟 強，李 旺 盛

(中國水利水電第十工程局有限公司，四川 成都610072)

摘要：介紹了洛古水電站后邊坡滑坡體治理的施工和監(jiān)測情況。通過對埋設(shè)儀器采集的數(shù)據(jù)進行分析，對邊坡采取抗滑樁、預(yù)應(yīng)力錨索、混凝土框格梁和錨噴等方式進行綜合治理后，滑坡體趨于安全穩(wěn)定，其位移及變形均在允許范圍之內(nèi)，錨索預(yù)應(yīng)力損失較小，加固作用明顯。

關(guān)鍵詞：滑坡體治理；施工；監(jiān)測；分析；洛古水電站

1工程概述

洛古水電站為西溪河流域兩庫五級電站中的第二級，裝機容量為110 MW，多年平均發(fā)電量為4.662億kW·h。壩址位于四川省昭覺縣洛古鄉(xiāng)，距昭覺縣城約18 km ，廠址位于布拖縣聯(lián)補鄉(xiāng)，距壩址25 km。洛古水電站廠區(qū)后邊坡位于壓力明管～蝶閥室左側(cè)約200 m處。該區(qū)被第四系堆積物覆蓋，下伏基巖為雷口坡組灰?guī)r、泥灰?guī)r、泥巖和須家河組砂巖、泥巖。土層厚度一般為20～50 m，最厚處達70 m以上，總體上覆蓋層厚度在邊坡上部較薄，往下逐漸增厚，邊坡北部較厚，南部較薄；基巖巖性為深灰色泥灰?guī)r、灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r、白云巖夾灰綠、灰黃及紫紅色泥巖、泥質(zhì)砂巖，中厚層狀。電站建成后，廠區(qū)后側(cè)邊坡多次出現(xiàn)小型滑坡現(xiàn)象。為保證壓力鋼管及電站廠房的運行安全，經(jīng)業(yè)主單位決定，我部于2010年12月～2011年12月對該部位滑坡體進行了全面治理。

2滑坡體治理方案

在對洛古水電站廠區(qū)后邊坡長期監(jiān)測資料進行分析后確定了滑坡體治理方案。首先對該區(qū)域滑坡體削坡減載，對坡體的松散覆蓋層進行清理并按一定坡度進行削坡處理。削坡完成后，對邊坡高程1 936 m以下的區(qū)域采用預(yù)應(yīng)力錨索+抗滑樁進行治理，預(yù)應(yīng)力錨索布置在抗滑樁懸臂連系梁上，與抗滑樁形成整體起擋護作用；對高程1 936 m以上的土質(zhì)邊坡采用預(yù)應(yīng)力錨索+框格梁進行防護，預(yù)應(yīng)力錨索布置在網(wǎng)狀框格梁節(jié)點上；對坡面松散、破碎巖層部位采用掛網(wǎng)+噴混凝土方式進行防護，并在開挖開口線處設(shè)置鎖口錨筋樁。邊坡滑坡體治理的主要工程量見表1。

3主要施工方法

3.1抗滑樁施工

抗滑樁布置于邊坡高程1 920 m的馬道上，設(shè)計為單排，樁中心間距為7 m，共7根，樁為斷面尺寸2 m×3 m的矩形截面樁，抗滑樁開挖深度均為25 m，樁頂采用連系梁連接，連系梁斷面尺寸為0.8 m×1.5 m。樁孔開挖斷面為2.6 m×3.6 m，護壁C20混凝土厚30 cm。

抗滑樁開挖采用人工挖孔，分兩序進行施工，先開挖1#、3#、5#、7#樁孔，再施工2#、4#、6#樁孔。開挖時，樁內(nèi)棄土使用簡易的人字扒桿配卷揚機提升。樁孔開挖時采用鋼筋混凝土護壁，護壁高度根據(jù)土(巖)層類別確定，一般為1～2 m，不宜超過2 m，護壁厚度為30 cm。樁孔開挖至設(shè)計深度并經(jīng)驗收合格后即可進行孔內(nèi)鋼筋骨架的制作與安裝，混凝土按要求使用串筒和泵送，導(dǎo)管入倉，人工振搗，每樁連續(xù)澆筑至頂部。

3.2框格梁施工

框格梁主要布置于邊坡高程1 936 m以上，間距400 cm×400 cm，斷面尺寸為40 cm×50 cm，嵌入坡面土(巖)體20 cm。框格梁采取分片施工，在兩相鄰框架接觸處設(shè)置2 cm寬伸縮縫并用瀝青木板填塞。框格梁基礎(chǔ)凹槽采用人工開挖，對巖石邊坡部位使用風(fēng)鎬開鑿。橫梁、豎肋基礎(chǔ)開挖成型后，先采用5 cm厚水泥砂漿調(diào)平，再進行鋼筋制作、安裝。混凝土澆筑采用人工組立鋼(木)模板，混凝土料由溜槽或混凝土輸送泵結(jié)合溜槽入倉，人工平倉振搗密實，混凝土澆筑后及時按要求進行養(yǎng)護。在框格梁節(jié)點處布置有預(yù)應(yīng)力錨索的部位待混凝土強度達到規(guī)定值后方可進行錨索張拉。

3.3預(yù)應(yīng)力錨索施工

預(yù)應(yīng)力錨索布置于邊坡高程1 920 m以上， 在高程1 920～1 936 m間每根抗滑樁連系梁頂部各設(shè)置1根1 000 kN級無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力錨索，錨索長度L=20～40 m，共布設(shè)7根； 高程1 936 m以上在框格梁節(jié)點處設(shè)置750 kN級無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力錨索，間排距4 m，錨索長度L=20～40 m，共布設(shè)20根。

連系梁或框格梁混凝土達到設(shè)計強度要求后，確定錨索孔位，采用錨固鉆機進行風(fēng)動鉆進成孔，設(shè)計要求錨索錨固段應(yīng)深入弱風(fēng)化巖層3 m以上。施工中的鉆孔深度、終孔位置則根據(jù)鉆出的巖石渣樣進行判定。錨索自由端在滑坡體的土層內(nèi)，為保證錨索體順利下孔，采用高壓風(fēng)清除孔內(nèi)的巖粉。1 000 kN級預(yù)應(yīng)力錨索采用7根(φ15.24)低松弛高強度預(yù)應(yīng)力鋼絞線，750 kN級預(yù)應(yīng)力錨索采用5根(φ15.24)低松弛高強度預(yù)應(yīng)力鋼絞線，按要求分成內(nèi)錨段、張拉段和外錨頭3部分。錨索制作完成后由人工將錨索體下入孔內(nèi)，然后調(diào)整導(dǎo)向帽位置，使其距孔底50 cm。錨索安裝到位后進行全孔一次性灌漿，灌漿采用P.O42.5級普通硅酸鹽水泥、水灰比為0.4∶1的純水泥漿進行灌注，其28 d的抗壓強度等級應(yīng)不低于M35，灌漿壓力采用0.4 MPa，閉漿壓力為0.5 MPa，閉漿時間為15 min，灌漿結(jié)束標準為孔內(nèi)不再吸漿為止。灌漿過程中采用灌漿自動記錄儀進行監(jiān)測、計量。

注漿完成后待凝，在錨固段漿體達到設(shè)計強度后進行錨索張拉、鎖定，使預(yù)應(yīng)力錨索與抗滑樁、框格梁共同形成邊坡支護整體。

3.4掛網(wǎng)、噴混凝土施工

廠房后邊坡整個坡面均采用掛網(wǎng)、噴混凝土支護，鋼筋網(wǎng)為φ8，間距20 cm×20 cm，噴混凝土厚度為10 cm。掛網(wǎng)、噴混凝土施工前，先將坡面的松散巖塊、浮渣以及雜草等清除干凈。掛網(wǎng)噴混凝土采用先噴3～5 cm 厚素混凝土，再掛網(wǎng)，再噴面層混凝土的方法。施工時，鋼筋網(wǎng)要與坡面的錨桿連接牢固。

4邊坡監(jiān)測儀器的埋設(shè)及成果分析

4.1監(jiān)測儀器的布置與埋設(shè)

根據(jù)設(shè)計圖紙要求，在2#、6#抗滑樁上安裝了8支鋼筋計， 2#抗滑樁內(nèi)安裝了12只土壓力盒，在抗滑樁旁邊鉆了2個測斜孔，安裝了測斜管，并在1#、5#錨索上安裝了兩支測力計進行錨索張拉力監(jiān)測。鋼筋計布置在短邊和短邊外側(cè)中間的受力鋼筋上。

(1)測斜孔的安裝與埋設(shè)：采用XY-2地質(zhì)鉆機進行鉆孔，孔徑為φ110。為了保證測斜管準確安裝到位，鉆孔時按照每10 m多鉆深0.5 m，總深度超出設(shè)計要求1 m進行鉆進。鉆頭鉆到預(yù)定位置后不要立即提鉆，而需將泵接到清水里向下灌清水，直至回水澄清為止，提鉆后立即進行安裝。安裝時采用插入連接法，安裝完成后進行方向調(diào)整，同時采用M10砂漿回填。

(2)鋼筋計的安裝：鋼筋計焊接在鋼筋籠主筋上且當作主筋的一段，焊接面積不少于鋼筋的有效面積。在焊接鋼筋計時，為避免熱傳導(dǎo)使鋼筋計零漂增加，需要采取冷卻措施。

(3)錨索測力計的安裝：錨索測力計與錨索安裝同步進行。安裝前，應(yīng)檢查錨墊板與錨束張拉孔的中心軸線是否相互垂直，允許的垂直偏差范圍為90°±1.5°。錨索測力計安裝情況見圖1。

4.2成果分析

4.2.1抗滑樁樁身位移監(jiān)測及結(jié)果分析

在2#、6#抗滑樁中，每個樁均安裝了1個測斜管和4支鋼筋計。采用數(shù)字式測斜儀對樁的深部位移進行了監(jiān)測。2012年1～5月的抗滑樁位移監(jiān)測成果見表2。

樁的內(nèi)力-時間曲線分別見圖2和圖3。

通過對監(jiān)測成果進行分析得知：在樁后土體推力作用下，整個滑坡區(qū)2根受監(jiān)測的抗滑樁沒有太大的變形，基本處于穩(wěn)定狀態(tài)。監(jiān)測顯示：2#樁在2月份有突變，2月份以后趨于穩(wěn)定；6#樁在3月份有突變，3月份以后基本趨于穩(wěn)定狀態(tài)。通過應(yīng)力-時間關(guān)系曲線可以看出：隨著時間的推移，其應(yīng)力和溫度在2月20日左右基本處于穩(wěn)定狀態(tài)。因此，抗滑樁的樁身位移和內(nèi)部應(yīng)力都在設(shè)計要求范圍內(nèi)，取得了擋護的預(yù)期效果。

4.2.2錨索預(yù)應(yīng)力監(jiān)測及結(jié)果分析

為客觀評價預(yù)應(yīng)力錨索對滑坡體的擋護作用，在1#、5#錨索孔上各安置有1支錨索測力計進行監(jiān)測。圖4為錨索預(yù)應(yīng)力-時間關(guān)系曲線圖。

從圖4中可以看出，1#(DPMZ1-1)和5#(DPMZ2-1)錨索孔分別在張拉后5 d、10 d內(nèi)的應(yīng)力損失較大，達到了1%～1.5%，但其后隨著時間的推移應(yīng)力趨于穩(wěn)定，說明山體滑坡體蠕變現(xiàn)象得到了控制，山體趨于穩(wěn)定，達到了設(shè)計初期的預(yù)期效果。

4.2.3抗滑樁土壓力監(jiān)測及結(jié)果分析

在所選擇的2#抗滑樁中的不同深度埋設(shè)了12只土壓力盒，在滑動面以上監(jiān)測樁后土壓力，在滑動面以下監(jiān)測樁前土壓力。通過樁身土壓力的監(jiān)測，了解了地下滑坡體的活動規(guī)律，為滑坡區(qū)治理措施的制定提供了依據(jù)。表3為2#抗滑樁2012年1～7月土壓力監(jiān)測數(shù)據(jù)表。

抗滑樁內(nèi)的土壓力盒監(jiān)測數(shù)據(jù)說明樁前土壓力急劇變化的位置出現(xiàn)在樁頂以下19 m處，正好處于設(shè)計初期推測的滑動面位置。同時，監(jiān)測數(shù)據(jù)表明：樁前土壓力上小、下大，在滑動面處急劇變化，表明抗滑樁的支擋作用明顯。

5結(jié)語

(1)通過抗滑樁+預(yù)應(yīng)力錨索擋護、預(yù)應(yīng)力錨索+框格梁加固以及掛網(wǎng)噴混凝土等綜合措施，成功的治理了洛古水電站廠房后邊坡滑坡體，尤其在采用抗滑樁+預(yù)應(yīng)力錨索組合治理方式后，對坡體的蠕動起到了抑制作用。

施工后幾個月的監(jiān)測結(jié)果表明：洛古水電站廠區(qū)后邊坡經(jīng)過治理后，滑坡體沒有出現(xiàn)新的滑移量，達到了預(yù)期效果。

王榮(1981-)，男，四川中江人，項目經(jīng)理，工程師，從事水利水電工程施工技術(shù)與管理工作；

趙啟強(1975-)，男，四川巴中人，分局副總工程師，高級工程師，從事水利水電工程施工技術(shù)與管理工作；

李旺盛(1987-)，男，青海民和人，工程師，從事水利水電工程施工技術(shù)與管理工作.

(責(zé)任編輯：李燕輝)

收稿日期:2015-02-15

文章編號:1001-2184(2015)02-0014-04

文獻標識碼:B

中圖分類號:TV52;TV7;TV522;TV547.5

作者簡介: