淺析我國水利水電工程高邊坡的加固與處理技術

雷鵬程

（古田縣卓洋水工混凝土模板施工有限公司 福建古田　352200）

淺析我國水利水電工程高邊坡的加固與處理技術

雷鵬程

（古田縣卓洋水工混凝土模板施工有限公司 福建古田352200）

水利水電工程中最常遇到的問題便是邊坡穩定，而邊坡的穩定與否直接關系到工程的實施的可行性，對建設投資和工程建設都有著嚴重的影響。而高邊坡地的地質構造通常也比較復雜多樣，影響滑坡的因素也就相應的增多。本文簡要介紹水利水電高邊坡的混凝土抗滑樁，混凝土沉井、預應力錨索、錨桿以及減載、排水等加固、治理邊坡的方式和措施的應用，并總結出了一整套水電高邊坡工程勘測，設計和施工新技術。

水利工程；高邊坡加固；措施

引言

進行水工邊坡加固工程最重要的就是，盡量避免出現滑體移動的現象。如果巖體的穩定性受到破壞，直接影響的就是水工建筑的穩定性。而且在實際的工程建設中，影響邊坡滑坡的因素眾多，施工人員和技術人員只有根據自身的工作經驗以及實際的工作情況來進行總結和分析，才能從根本上解決問題。

1　我國水利水電工程邊坡及其工程技術具有以下特點

1.1邊坡工程規模大

開挖邊坡高度從以前的百米級發展到現在的數百米級，開挖邊坡體積從數十萬立方米至數千萬立方米，開挖邊坡的水平深度從數十米到數百米級。

1.2邊坡地質條件較為復雜

不僅有許多復雜的成因、物質組成及工程特性的覆蓋層邊坡或滑坡體，而且還有各種復雜的結構及構造，甚至還與高地應力、高地下水位等復雜作用有所涉及。

1.3邊坡穩定性十分重要

其安全性不僅關系到工程的安全、建筑物安全，而且對工程程造價和施工工期也有重要影響，與樞紐總體布置和建筑物設計關系密切。

2　混凝土抗滑結構的應用

2.1混凝土抗滑樁

抗滑樁是一種柱形構件，其主要作用是能夠深入滑坡體，穩定滑坡體的上層或巖層，發揮滑體支撐的滑動力，通常設置在滑坡的前緣附近，這樣一來就能夠有效實現邊坡的穩定。一般在處于活動中的淺層及中層的滑坡效果相對較好。為了能有效改善滑坡現象，應在滑坡面以下對完整的基巖或穩定的上層中對樁身全長的1/3～1/4進行設置，并通過灌漿技術實現樁身與周圍巖上的結構形成一個整體，此外在滑體前緣部分進行設置時，能夠使其對較大的壓力進行承受。

2.2混凝土沉井

混凝土框架結構中，在進行沉井施工時可分成不同的小節進行施工，一般都是根據沉井的場地布置、受力狀態及基坑的施工條件等因素設計結構。在高邊坡工程中，沉井具有兩個作用，分別是：抗滑樁和擋土墻。在進行沉井的結構設計時，要綜合沉井的受力狀態、基坑的施工條件和沉井的場地布置等因素，沉井結構的平面通常是“田”字形，該結構上下沉重量對井壁及橫隔墻的厚度有決定性作用。一般來說，井壁上部的厚度要設置成80cm，下部厚設置為90cm；而橫隔墻則設置為50cm厚，隔墻底要比刃腳踏面高1.5m，這樣就有利于施工人員能夠在井底自由通行。沉井的施工包含4個階段，分別是：平整場地→沉井制作→沉井下沉→填心。下沉通常是由人工來進行直接開挖，采用人工進行除渣，采用簡易的設備進行運輸；而下沉的過程中則需要考慮到防偏問題，并做到及時糾正。

2.3混凝土擋墻

混凝土擋墻通過對自身重量進行借助，從而實現支擋滑體的效果，對于滑坡防治發揮著有效的作用結合排水等措施，能夠有效的改變滑坡體的受力平衡，從而實現使得滑坡體的變形得到了很好延展，其結構簡單，穩定滑坡效果良好。

3　錨固技術的應用

錨固技術在邊坡或者地基的巖層、上層中固定好受力拉桿件的一端，而此種受力拉桿件的固定端一般被叫做錨固端，或者可以叫做錨固段。并將工程建筑物與另一端相互聯結，可以承受施加在建筑物身上的多種推力，這些推力通常來自于上壓力、水壓力或風力。這是利用了地層擁有的錨固力來保持建筑物的穩定性，錨固按結構形式可分為抗滑樁、錨洞、噴錨支護及預應力錨固（錨索）4類。

3.1錨固洞

作為對邊坡穩定治理的有效措施，錨固洞加固發揮著定的作用在錨固洞加固的過程中應嚴格按照山內向外、山上到下、循序漸進及逐層加固的方法，統對結構而進行錨固，應采用跳動的方法進行開挖施工對小利結構而上的已有抗滑力的削弱進行避免，促使邊坡的穩定受到影響。

3.2噴混凝土護坡

在眾多護坡施工工藝中，噴混凝土護坡是生產效率最高，施工速度最快的一種新型施工工藝。其在施工過程中不需要用到模板，并能夠將混凝土運輸、澆筑、搗固進行有效結合，實現機械化的連續施工。①由于其形成原因主要是借助一定的沖擊速度進行噴射，因而其在作為臨時支撐時反而比木結構強度更高，又比鋼結構更經濟更節省開支，就具有一定的經濟效益。②由于其強度比現澆的混凝土襯砌的前期強度要高，它也可以作為永久支撐。再與錨桿相配合使用，不僅可以降低洞室的開挖量，襯砌厚度也會相應的減少厚度，相應的也就節約了水泥的用量。③在進行噴混凝土施工時，可以通過少用模板，少立拱架，增加洞內的有效空間；此外施工過程中若能夠緊隨開挖面進行噴射，不僅能夠減少巖石暴露風化的時間，而且還能及時控制圍巖的變形。

3.3預應力錨固（錨索）

預應力錨固是通過對坡體深部穩定巖體上的錨索的錨固實現向混凝土框架的傳遞，通過框架向小穩定坡體進行預應力的施加，促使小穩定松散巖體受到擠壓，從而提升巖體間的正壓力及摩擦阻力，加大抗滑力，對不穩定液體的發育進行限制，發揮邊坡加固及穩定的效果，施工工序主要包括以下幾方面：

（1）鉆造錨孔。在進行洞室開挖施工時，應按照設計好的樁號來進行放線，測量時通常采用拉線尺，并做到與水準測量相結合，用貼釬和油漆做好測量標記，使得錨孔位置的定位準確無誤；鉆機施工時要嚴格遵循設計好的錨孔位置、傾斜角度和方位，做到就位準確；將錨孔向下傾斜并使之與水平面夾角為20°，誤差應控制在在1°以內，方位誤差則控制在2°以內；錨索鉆孔時要求采用干鉆的方式，嚴禁使用水鉆；在鉆造過程中應認真的進行考察記錄每個錨孔的地層情況、地下水情況，如鉆孔成徑、孔深要求不能夠小于設計的標準值，并且要做到超鉆50cm，鉆井達到設計深度后，不能立即停鉆，要求穩鉆3～5min，同時應及時清理錨孔；在完成鉆造工作后，必須要用高壓空氣來清理出孔中巖上粉及水，上交現場監理進行檢驗，檢驗合格后，才能夠進行錨索（桿）安裝，這一間隔的時間也不能超過一天，避免由于擱置的時間較長而形成塌孔。

（2）錨索（桿）制作。錨索在材料選則上面，要采用強度高、松弛度低，預應力強的鋼餃線；裁剪錨筋料時要做到整齊準確，誤差要控制在50mm以內，預留張力段鋼絞線長度為1.5m，并注意各單元體長度的不同值；在制作錨索時，應將無粘結鋼絞線環繞承載體，并彎曲成U型，并使用鋼帶將之與承載體穩固的綁定好；按相關設計要求進行注漿管的安放與隔離架設置工作，注漿管底端與孔底的距離要有20cm；當各單元錨桿外露時，應做好外露端的永久性標記；在運輸和安裝制作好的錨索體過程中，要避免出現大幅度的彎折，更不能損壞隔離架、注漿管及鋼絞線外包的涂塑層。

（3）進行錨桿注漿時，應嚴格按照試驗達標的配對比率來進行各種材料的配比工作。攪拌這些材料時，要根據配合比的要求進行均勻拌制，使其漿體的強度保持在不超過40MPa，水灰比采用0.4：0.5的純水泥漿，采用孔底返漿的方法對錨孔進行注漿，并實現次注漿完成，避免中間出現間斷現象當砂漿強度達到設計強度以后即可對錨索張拉進行作業在注漿時應對現場注漿的過程進行詳細的記錄，4次注漿都應進行注漿強度進行試驗，試驗小得低于兩組當錨索張拉鎖定結束以后，應采用充填灌漿的方法向錨頭及自山段間進行作業。

4　減載、排水等措施的應用

4.1減載反壓

在邊坡加固治理中應用最為廣泛要數減載反壓這一施工工藝了。減載的主要是通過削去部分滑坡體后緣的巖石，從而使得坡體的下滑力降低。但在施工過程中，如果僅僅只是減載，有時并不能起到阻滑的作用。最好是將減載與反壓措施相互結合，即將減載削下的上石堆于邊坡或滑坡前緣阻滑部位，使之不僅能夠降低坡體的下滑力，同時還能夠增加坡體的抗滑力，而這項技術應用于上面陡下面緩的滑坡效果會更好。

4.2表里排水

表里排水通常是指：①地表水排除；②地下水排除地表水。排除地表水是指攔截流入邊坡，并使得該區域發生變形、破壞的地表水流，包括泉水和雨水。例如，可通過以下兩種方法對滑坡體外的地表水進行排水：修建攔水溝和修建排水溝；而對于滑坡體內的地表水排除，則可以根據地形及自然溝谷，來增設布置排水系統，達到排除地表水的目的。其不僅能夠減小滑動力，而且還能降低附近巖上體的含水量或孔隙水壓力，增強抗滑力的同時還能夠提高邊坡的穩定性。通常情況下，排水系統呈樹枝狀。

5　結語

綜上所述，在水利水電工程建設中高邊坡的加固整治發揮著重要作用，對工程的建設及安全的運行產生直接的影響。在對高邊坡進行加固的過程中，應首先根據導致高邊坡出現滑坡的原因著手，與高邊坡的地層巖性、地質構造、地形地貌以及水文地質條件等相結合，并對高邊坡能夠出現的破壞形式進行預測，并與工程特點相結合，對相應加固的方案進行提出，最后與施工方法以及經濟條件相結合進行綜合考慮，從而對加固整治方案的確定提供有效的參考。

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[3]陳智.論述水利水電工程高邊坡的加固技術應用[J].城市建設理論研究：電子版，2012（1）：56.

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2015-4-29