清遠抽水蓄能電站公路邊坡治理措施淺析

黃宇飛

（清遠蓄能發電有限公司，廣東 清遠 511853)

1 工程概況

清遠抽水蓄能電站裝機容量1280MW，位于廣東省清遠市清新區太平鎮境內，處于珠三角西北部，距離廣州直線距離75km，是廣東省電力負荷中心的大后方，清遠蓄能電站的建設對于優化廣東電網的負荷能力和穩定運行具有重要意義。清蓄電站的樞紐工程由上水庫、下水庫、輸水系統、地下廠房洞室群及開關站、永久公路等部分組成。

清蓄電站場區位于鳳帽山背斜的南東翼，廣寧花崗巖體的東北側邊緣，地層巖性較為簡單，主要為寒武系八村群第三亞群石英砂巖、粉砂巖，泥盆系～中統桂頭群石英砂巖及泥質砂巖，以及燕山三期中粗粒黑云母花崗巖。地表多為第四系坡積層所覆蓋，在山坡上廣泛分布，為黃紅色粉土、粉質粘土、砂礫質粘土等，局部含較多強風化碎石塊，厚度一般為0.2～1.0m，可塑。

因此，為防止邊坡水土流失和邊坡失穩，根據清蓄電站公路不同地質條件的邊坡，分別進行噴播植草、噴混凝土護坡及混凝土擋墻護坡等治理措施，本文就此三類邊坡治理措施進行淺要分析。

2 治理措施淺析

2.1 研究目的

根據清蓄電站公路不同地質條件的邊坡，采取不同的治理措施，以達到水土保持的目標。

2.2 噴播植草

清蓄電站公路局部邊坡坡度較緩，巖石較為完整，因此，可采取噴播植草的施工措施。

2.2.1 直接噴播植草施工

1）坡面整理

應整理基面上的雜物，并對坡面作簡易修整。邊坡特別是凸起的地方必須削掉，特別凹陷的地方必須用填補，使坡面大致平順，另外坡頂和可視斷面也應一并修整，以保持線條明暢。

2）客土加工

①客土采用一般種植土，粉碎呈粉細土狀備用。

②客土干燥后運至加工處理場內，用粉碎機粉碎至粉碎細土狀，并進行篩分以保證最大粒徑小于10mm。

③加工處理后的客土，在使用前加強保管，避免雨淋，防止受潮。

3）客土鋪設

①客土鋪設采用干土覆蓋法進行施工。

②客土鋪設施工前，先對邊坡澆水濕潤坡面，以利填土與坡面結合緊密。

③采用干土覆蓋法，將加工好呈粉末狀的客土，敷設于基礎上，干土覆蓋后，淋水使其沉降，再敷下一層，直到設計厚度為止。

④客土鋪設總厚度應滿足設計要求。

⑤施工控制：在客土鋪設施工時，在坡面上每100m2用鋼筋設一譜圖厚度標示樁標示噴土厚度，確保坡面表土鋪設厚度和均勻性，完成表土鋪設施工后，對鋪土面層進行整形處理，保證平順。

4）噴播施工

客土鋪設完成后，采用噴播植草技術在施工坡面噴播植草，噴射厚度應大于3～5cm，主要使用噴射機噴射草種和客土化肥的混合物進行。

5）灑水養護

施工完成后，鋪設無紡布，灑水養護。

2.2.2 掛三維網施工

1）清理坡面

清理、平整坡面，清除直徑大于2cm的浮石、樹根等雜物，以利于基材與巖石坡面的結合。如果坡面上的土太密實，應該在坡面5～7.5cm范圍內采取松土措施，作為播種層；如果坡面巖石面積很大，應該在坡面上鋪設厚5～7.5cm的細表土，輕輕壓實，為草提供基本的生長環境；對于巖石節理發育，走向不一，清理坡面難度較大，應采取漿砌片石局部找平(謹慎使用，避免加大邊坡負載造成失穩)，或者加大混合料固結物含量，局部適當加厚找平。

2）釘設網墊

三維土工網墊在坡上端各留有80cm，上端應埋入土、截水溝、坡頂平臺中，下端應留成水平面；將網放在坡頂上，然后順坡拉出網墊，自上而下至坡腳處。網與網之間搭接不小于10cm，并使網緊貼坡面無懸空褶折現象。

邊坡坡頂，主軸釘選用U型鋼釘，輔錨釘選用Ф6mm的U型鋼釘，在坡頂、搭接處采用主錨釘固定，坡面其余部分采用輔錨釘固定。坡頂錨釘間距不大于50cm，坡面錨釘間距不大于100cm。錨釘規格符合設計圖紙要求。固定時，網要拉緊，釘與網緊貼坡面。

3）客土鋪設

三維土工網墊固定后，采用干土施工法進行回填土，把粘性土、復合肥或漚制肥充分攪拌均勻，準備工作完成后，并分2～3次利用噴射機將混合均勻的有機土壤噴射于固定的三維網坡面上，噴射時，水的用量是通過在噴槍上的開關進行人工控制的，用水量不宜多，亦不宜少，應適中，從而避免出現溢流和散落現象。噴射應盡可能從正面進行,凹凸及死角部分應噴射充分,保證形成的新土層全面覆蓋三維土工網墊，不得出現網包外露現象。所選用的粘性土應顆粒均稱，顯粉末狀，無石塊與其他雜物存在。采用干土施工法具有施工操作簡單，對路面不會造成污染等優點。

4）噴播草籽

采用客土噴混植生機噴播綠化，其原理及操作方法是應用機械動力，液壓傳送，將附有促種子萌發小苗木生長的種子附著劑、復合肥、保濕劑、草種子和一定量的清水，溶于噴播機內經過機械充分攪拌，形成均勻的混合液，而通過高壓泵的作用，將混合液高速均勻噴射到已處理好的坡面上，附著在地表與土壤種子形成一個有機整體。

根據邊坡的自然條件、立地條件、土壤類型等客觀因素科學地進行草種配比，草種選用糖蜜草、狗牙根和百喜草混噴，草種比例為1：1：1，使其能在邊坡坡面上良好生長，形成“自然、優美”的景觀。使用的具體品種及用量視現場而定。

5）覆蓋無紡布

根據施工期間氣候情況及邊坡的坡度，來確定在噴播表面層蓋單層或多層無紡布，以減少因強降水量造成對種子的沖刷，同時也減少邊坡表面水分的蒸發，從而進一步改善種子的發芽、生長環境。

6）養護管理

苗期注意澆水，確保種子發芽、生長所需的水分。前期噴灌水養護為60d，中期靠自然雨水養護，若遇干旱，每月噴水2～3次，后期養護每月噴水2次；適時揭開無紡布，保證草苗生長正常；適度施肥，一般使用復合肥，為植物生長提供所需養分。

2.2.3 掛鐵絲網噴播植草

1）坡面整理：清除坡面雜物、雜草及松動巖塊。對坡面轉角處及坡頂部的棱角進行修整、鑿除，使之呈弧壯，坡面要求達到基本平順，以利于基材混合物與坡面緊密連接。

2）根據施工圖進行放樣。鉆孔安裝錨桿：鉆孔埋設錨桿，根據巖面情況的不同，分別鉆孔埋設f14的螺紋鋼。長度為150～400mm，錨桿間距不大于2 m，錨桿正方形布置，縱橫間距，要求與坡面成70～90°，錨桿采用YT-28手風鉆打孔，孔位偏差不大于5cm，錨桿采用M30砂漿固定。

3）掛鐵絲網（采用棱形鍍鋅鐵絲網寬幅為2m，粗網網孔10cm×13cm，f=2.6mm）：網應拉緊，網間搭接寬度小于20cm，鐵絲網與錨桿之間采用14～16號鐵絲扣牢固連接，在鐵絲網間每平方米打4～6個鉚釘固定。鋪設時與坡面間隙均勻一致且固定牢靠，需保證2/3噴射厚度的距離，否則必須安裝相應的墊塊以保證網與坡面的距離。

4）客土配制、機械吹附：將保水劑、粘合劑、抗蒸騰劑、黏結劑、植物纖維、泥炭土、腐殖土、緩釋復合肥，少量當地優質土混合制成客土；按比例配置好的客土依次倒入攪拌機攪拌，攪拌時間不應小于1min；機械攪拌后均勻的吹附到掛在坡面被固定的鐵絲網上，厚度為6～8cm；噴射應盡可能的從正面進行，避免仰噴，凹凸不平及死角部分要更注意；盡可能保持噴射面厚薄均勻；厚度必須達到2cm以上，嚴防漏噴；噴射施工后幾個小時內如果降雨，必須采取防護措施，避免基材混合物流失。

5）鋪設無紡布及澆水養護：根據施工期間氣候情況及邊坡的坡度，來確定在噴播表面層蓋單層或多層無紡布，以減少因強降水量造成對種子的沖刷，同時也減少邊坡表面水分的蒸發，從而進一步改善種子的發芽、生長環境。

用高壓噴霧器使養護水成霧狀均勻地濕潤坡面基材混合物，注意控制好噴頭與坡面地距離和移動速度，保證無高壓水流沖擊坡面，沖走基材混合物及種子；發芽期濕潤深度控制在3～5cm；出芽期每天維護兩次，早晚各一次持續養護時間應不少于45d；每隔15d采用廣譜消毒劑噴灑殺菌防治植物病蟲害的侵入，以達到綠化、美觀的效果。

2.3 混凝土擋墻護坡

針對局部邊坡發生滑坡或有潛在滑坡隱患的，采取混凝土擋墻護坡措施治理。

2.3.1 塌方松散體開挖

邊坡塌方松散體開挖以清理至基巖面為準，施工主要采用PC200反鏟挖掘機從上至下進行開挖，基巖面清理由人工搭設排架進行清理。為防止公路上邊坡塌方部分因降雨發生二次坍塌，施工中遇降雨天時，邊坡采取遮蓋防雨彩條布的措施。

2.3.2 混凝土護坡擋墻

混凝土護坡擋土墻采用C25混凝土，坡比為1:0.5～1.2，并按間距1.5m×1.5m梅花型布設Φ50 mm排水孔。混凝土集中采用外購商品混凝土，從位于清新樂園管理區107國道旁的新正混凝土有限公司采購，混凝土運輸采用10m3混凝土攪拌車運輸至施工現場，運距25km。

邊坡松散體開挖完成后自下而上分層分段進行混凝土施工。護坡混凝土分層高度按1.5～3m作為一分層，分段按10～15m設置一條結構縫分塊施工。護坡混凝土施工工藝流程：測量放線→模板支架搭設→模板吊裝、加固校正→排水管安裝→混凝土澆筑、養護→下一循環。

1）模板及排水管安裝

護坡擋墻混凝土模板主要采用1.5m×0.6m和0.3m×1.5m型標準鋼模板，并輔以少量木模板人工安裝，模板加固采用50×50mm方鋼或Φ48 mm×3.5鋼管做背楞并加斜撐(拉)固定。施工期隨著邊坡混凝土澆筑升層升高，在外側搭設雙排腳手架作為施工平臺，進行模板安裝及混凝土施工。模板施工完成后按照間距1.5m×1.5m梅花型的布孔間距，人工進行Φ50PVC排水孔安裝，管口采用土工布包裹，確保排水通暢。

2）混凝土施工

①混凝土拌合及運輸

混凝土澆筑前由技術員按照設計圖紙要求的標號、等級開具混凝土開倉證及配合比配料單，由試驗人員帶到拌合系統全程跟蹤操作?；炷吝\輸：水平運輸采用10m3混凝土攪拌車運送；垂直輸送采用SY型混凝土泵車(37～56m)輸送。

②混凝土入倉澆筑

混凝土輸送入倉：基礎及坡腳壓重混凝土直接采用10m3混凝土攪拌車運至現場卸料入倉人工平倉，坡面混凝土采用SY型混凝土泵車(37～56m)機送入倉。

混凝土的澆筑采取平鋪分層澆筑，平倉分層厚度按30～50cm進行控制。振搗由人工采用Ф50mm插入式振搗器振搗，振搗混凝土操作遵循“快插、慢拔”的原則，并插入下層混凝土5cm左右。

③混凝土養護

混凝土澆筑后12～18h內對混凝土表面進行灑水養護，養護期為28d或下一層混凝土澆筑為止，養護期內保持混凝土表面始終處于濕潤狀態。

④模板拆除、成品保護

模板拆除，在混凝土強度達到其表面及棱角不因拆模而損傷或設計標號的50%進行控制。同時，及時清理混凝土表面污染物，以免影響混凝土表面效果。

2.3.3 磚砌排水溝、截水天溝

材料準備：磚采用當地采購的灰砂磚，砂采用當地北江河砂，水泥采用廣英或海螺42.5R水泥。

1）排水溝馬道離公路面約15m，將砌筑需要的磚、砂、水泥、水由人工挑運至工作。原有邊坡面坡比為1:0.5左右，人工開挖施工便道，“之”字形布置。

2）粘土磚必須在砌筑前一天澆水濕潤，一般以水浸入磚四邊1.5cm為宜，含水率為10%～15%，常溫施工不得用干磚上墻；雨季不得使用含水率達到飽和狀態的磚砌墻。

3）砂漿采用人工攪拌，砂漿配合比采用重量比，水泥:砂為 1:1。

4）基礎面清理干凈，先鋪砂漿3cm。

5）砌體一般采用一順一丁（滿丁滿條）梅花丁或三順一丁砌法。

6）選擇磚的棱角整齊，無彎曲、裂紋、顏色均勻、規格基本一致的磚。

7）掛線：長墻使用一根通線，中間應設幾個支線點，小線要拉緊，每層磚都要穿線看平，使水平縫均勻一致，平直通順；砌一磚厚混水墻時宜采用外手掛線，可以照顧磚墻兩面平整，為控制抹灰厚度奠定基礎。

8）砌磚采用一鏟灰、一塊磚、一擠揉的“三一”砌磚法，即滿鋪滿擠操作法。砌磚時磚要放平，砌磚一定要跟線，“上跟線、下跟棱，左右相鄰要對平”。水平灰縫厚度和豎向灰縫寬度一般為10mm，但不應小于8mm也不應大于12mm。

2.4 噴混凝土護坡

針對局部石質陡峭邊坡，采取噴混凝土護坡的治理措施。

2.4.1 邊坡開挖

邊坡開挖施工前先由測量放出設計開挖邊線，并核實原始地形，確定開挖及清理范圍，然后進行覆蓋層開挖清理。

坡頂最大開挖厚度為1～10m左右，開挖高差為37m，以為坡面開挖高差大，上厚下薄，坡面無法布置臨時施工道路，因此采用從上至下分層開挖，為了開挖施工安全，利用開挖的土料形成開挖平臺。機械開挖層厚為約3m，對于土體覆蓋層較薄，不能利用機械開挖的部位則由人工搭排架進行開挖清理，開挖的土料集中在坡腳處集中裝運。20t自卸車運輸出渣至2號棄渣場堆棄。

揭露坡面為為強風化巖石時，因炸藥供應困難，采用液壓破碎錘進行破碎，再利用反鏟挖掘機進行清理挖裝。

每開挖一層3m高，測量立即對坡面檢查，利用反鏟挖掘機對坡面進行修整，經檢查坡面開挖規格符合設計圖紙要求后再進行下一層的開挖施工。

人工清挖的邊坡，局部有巖石凸起時，為了使坡面平順，利用腳手架平臺，采用風鎬人工撬挖。人工坡面清挖腳手架平臺與錨桿施工腳手架平臺綜合考慮。

2.4.2 邊坡支護

邊坡支護施工內容包括：土釘錨桿、網格梁、干砌石護坡及貼坡混凝土施工。

本防護范圍邊坡錨桿采用Φ28mm土釘錨桿，土釘錨桿施工主要采用人工搭設排架，ZSY90型套管錨固鉆機鉆孔，人工安插錨桿和注漿作業。

1）排架搭設

排架搭設前對現場邊坡的穩定性進行觀察，確定安全后再搭設。排架搭設鋼管支架立柱必須置于堅硬穩定的地基上，不得置于浮渣上；排架搭設為雙排施工排架，立桿間距1.2m，橫桿間距1.5m，排距1.5m；搭設及管扣連接要牢固和穩定；施工平臺與坡面之間利用錨桿連接，相鄰鋼架之間連接牢靠，排架及施工平臺搭設必須滿足相應承載能力和穩固條件要求，且經安監驗收合格后施工，以確保施工安全。

2）錨桿施工

土釘錨桿鉆孔采用ZSY90型套管錨固鉆機鉆孔，鉆孔直徑120mm，施工根據設計圖紙布孔間距、坡面夾角、形式，按照設計要求進行施工，達到設計孔深，采用高壓風清孔并驗收合格后方可進行桿體安裝及錨桿注漿作業。由于工期緊，邊坡主要以含礫土質邊坡為主，雨季施工錨桿鉆孔易卡鉆、塌孔，為確保錨桿鉆孔施工進度及質量，采用套管鉆進工藝，施工期鉆孔成型后，要求及時安插錨桿和注漿作業施工。

錨桿制作時必須按照設計要求在外露端開7cm長螺牙，錨桿托架在鋼筋廠集中焊接加工，成型后用10t平板車運至現場，再由人工配合50t汽車吊機吊運至作業面，人工在孔口安裝。

施工中錨桿安裝均采取先注漿后插錨桿方式，錨桿安裝外露端頭長度必須按照設計圖紙要求執行，錨桿安裝前在桿體上做好明顯標記，確保錨桿桿體外露長度及與網格梁或貼坡混凝土連接。為使錨桿處于鉆孔中心，在錨桿桿件上每間隔2m焊接錨桿托架。

砂漿采用立式制漿機，嚴格按要求進行拌制，首先制漿桶容量，按照配合比要求摻配水泥、砂、水，經攪拌均勻后存放在儲漿桶，用GS20型螺桿泵注漿，通過送漿管將水泥砂漿泵至錨桿孔內。為了確保注漿飽滿度，施工時將注漿管插入錨桿孔內離孔底約1.0cm處方可進行注漿，隨砂漿的注入套管與注漿管同時緩慢勻速拔出，待孔口溢出砂漿可停止注漿，安插錨桿。如一次注不滿或注漿后產生沉降，進行補充注漿，直至注滿為止。注漿壓力不小于0.4MPa，漿液水灰比0.45～0.5、灰砂比為1:1的M30水泥砂漿。

3）錨頭施工

錨桿經檢測符合要求后，先進行網格梁混凝土澆筑，再進行錨頭施工。在網格梁混凝土澆筑時，必須采用牛皮紙包扎螺牙端，避免螺牙受污染或損壞。網格梁混凝土強度滿足設計強度時，拆除保護錨桿外露端螺牙的牛皮紙，安裝墊片，旋緊螺帽，施加5kN預緊力。測力扳手預緊力達到設計要求后再澆筑二期混凝土。

2.4.3 噴混凝土

錨桿埋設檢測合格后，將坡面的松渣清理干凈，經四方聯合驗收后方可進行噴射混凝土作業。

（1）噴射前準備

1）噴射前對坡面進行人工清理。

2）設置控制噴射混凝土厚度的標志，一般采用埋設鋼筋頭做標志，亦可在噴射時插入長度比設計厚度大5cm的鐵絲，每1～2m設一根，作為施工控制用。

3）檢查機具設備和風、水、電等管線路，濕噴機就位，并試運轉。

①選用的空壓機應滿足噴射機工作風壓和耗風量的要求，壓風進入噴射機前必須進行油水分離；

②輸料管應能承受0.8MPa以上的壓力，并應有良好的耐磨性能；

③保證作業區內具有良好通風和照明條件；

④噴射作業的環境溫度不得低于5℃。

4）若遇受噴面有涌水、滲水或潮濕的巖面，噴射前應按不同情況進行處理。

①大股涌水宜采用注漿堵水后再噴射混凝土；

②小股水或裂隙滲漏水宜采用巖面注漿或導管引排后再噴射混凝土；

③大面積潮濕的巖面宜采用粘結性強的混凝土，如添加外加劑、摻合料以改善混凝土的性能。

（2）混凝土攪拌、運輸

1）濕噴混凝土攪拌采取全自動計量強制式攪拌機，施工配料應嚴格按配合比進行操作，速凝劑在噴射機喂料時加入。噴射混凝土攪拌時間應通過現場攪拌試驗確定，并應較普通混凝土規定的攪拌時間延長1～2min，采用先干拌后加水的攪拌方式時，干拌時間不宜小于1.5min，攪拌時間不宜小于3min。

2）運輸采用自卸式汽車，隨運隨拌。噴射混凝土時，采用兩輛運輸車應交替運料，以滿足濕噴混凝土的供應。在運輸過程中，要防止混凝土離析、水泥漿流失、坍落度變化以及產生初凝等現象。

（3）噴射作業

1）噴射操作程序應為：打開速凝劑輔助風→緩慢打開主風閥→啟動速凝劑計量泵、主電機、振動器→向料斗加混凝土。

2）噴射混凝土作業應采用分段、分片、分層依次進行，噴射順序應自下而上，分段長度不宜大于6m。噴射時先將低洼處大致噴平，再自下而上順序分層、往復噴射。

①噴射混凝土分段施工時，上次噴混凝土應預留斜面，斜面寬度為200～300mm，斜面上需用壓力水沖洗潤濕后再行噴射混凝土；

②分片噴射要自下而上進行，從坡腳開始向上噴射，使回彈不致裹入最后噴層；

③分兩層噴射，第一次50mm，后鋪設Φ12＠200×200鋼筋網，再噴射50mm。后一層噴射應在前一層混凝土終凝后進行，若終凝1h后再進行噴射時，應先用風水清洗噴層表面。一次噴混凝土的厚度以噴混凝土不滑移不墜落為度，既不能因厚度太大而影響噴混凝土的粘結力和凝聚力，也不能太薄而增加回彈量。坡面噴射混凝土厚度控制在5cm，并保持噴層厚度均勻。

3）噴射速度要適當，以利于混凝土的壓實。風壓過大，噴射速度增大，回彈增加；風壓過小，噴射速度過小，壓實力小，影響噴混凝土強度。因此在開機后要注意觀察風壓，起始風壓達到0.5MPa后，才能開始操作，并據噴嘴出料情況調整風壓。一般工作風壓：邊墻 0.3～0.5MPa，拱部 0.4～0.65MPa。

4）噴射時使噴嘴與受噴面間保持適當距離，噴射角度盡可能接近90°，以使獲得最大壓實和最小回彈。噴嘴與受噴面間距宜為1.5～2.0m；噴嘴應連續、緩慢作橫向環行移動，一圈壓半圈，噴射手所畫的環形圈，橫向40～60cm，高15～20cm；若受噴面被鋼筋網覆蓋時，可將噴嘴稍加偏斜，但不宜小于70°。如果噴嘴與受噴面的角度太小，會形成混凝土物料在受噴面上的滾動，產生出凹凸不平的波形噴面，增加回彈量，影響噴混凝土的質量。

（4）養護

噴射混凝土終凝2h后，應進行養護。石質隧道采用噴霧養護，養護時間不小于14d。當氣溫低于+5℃時，不得灑水養護。

3 取得成效

清蓄電站為建設類項目，位于廣東省水土流失“三區”劃分中的重點預防保護區，公路邊坡經治理后，擾動土地整治率為98%，水土流失治理度為97%、土壤流失控制比為1、攔渣率98%、植被恢復系數100%、林草植被覆蓋率27%等各項指標已達到《開發建設項目水土流失防治標準》的規定的目標值。

4 結語

清遠抽水蓄能電站經過了三到四個汛期的考驗，公路邊坡施工治理措施效果顯著，并已趨于穩定，為清蓄電站水土保持的防治打下堅實基礎。

參考文獻：

[1] DL/T5255-2010水利水電工程邊坡施工技術規范 [S].北京：人民出版社,2011.