水利水電工程中高邊坡的加固方法探討

精品文檔-下載后可編輯水利水電工程中高邊坡的加固方法探討【摘要】今年來(lái)，隨著我國(guó)大量高壩建設(shè)的進(jìn)行，高邊坡的穩(wěn)定問(wèn)題在水利水電工程中表現(xiàn)突出。介紹了水利水電工程高邊坡的加固方法，比較了各種加固方法的優(yōu)缺點(diǎn)，提出了選擇高邊坡加固方法應(yīng)考慮的因素。

【關(guān)鍵詞】高邊坡；加固

一、混凝土抗滑結(jié)構(gòu)的應(yīng)用

（一）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抗滑樁分成兩排布置在廠房滑坡體上，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抗滑樁開(kāi)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_(kāi)挖到設(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.抗滑樁的建成，對(duì)樁后坡體起到了有效的阻滑作用。

（二）混凝土沉井

沉井是一種混凝土框架結(jié)構(gòu)，施工中一般可分成數(shù)節(jié)進(jìn)行。在滑坡工程中既起抗滑樁的作用，有時(shí)也具備擋土墻的作用。沉井結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)根據(jù)沉井的受力狀態(tài)、基坑的施工條件和沉井的場(chǎng)地布置等因素決定，沉井結(jié)構(gòu)平面呈“田”字形，井壁和橫隔墻的厚度主要由滿足下沉重量而定。井壁上部厚80cm，下部厚90cm；橫隔墻厚度為50cm，隔墻底高于刃腳踏面1.5m，便于操作人員在井底自由通行。沉井深11m，分成4、3、4m高的3節(jié)。沉井施工包括平整場(chǎng)地、沉井制作、沉井下沉、填心4個(gè)階段。下沉采用人工開(kāi)挖方式，由人力除渣，簡(jiǎn)易設(shè)備運(yùn)輸，下沉過(guò)程中需控制防偏問(wèn)題，做到及時(shí)糾正。合理的開(kāi)挖順序是：先開(kāi)挖中間，后開(kāi)挖四邊；先開(kāi)挖短邊，后開(kāi)挖長(zhǎng)邊。沉井就位后清洗基面，設(shè)置φ25錨桿（錨桿間距為2m，深3.5m），再澆筑150號(hào)混凝土封底，最后用100號(hào)毛石混凝土填心。沉井工程建成至今，已經(jīng)受了多年的運(yùn)行考驗(yàn)。目前，首部邊坡是穩(wěn)定的，沉井在邊坡穩(wěn)定中的作用是明顯的。

（三）混凝土框架和噴混凝土護(hù)坡

混凝土框架對(duì)滑坡體表層坡體起保護(hù)作用并增強(qiáng)坡體的整體性，防止地表水滲入和坡體的風(fēng)化?？蚣茏o(hù)坡具有結(jié)構(gòu)物輕，材料用量省，施工方便，適用面廣，便于排水，以及可與其他措施結(jié)合使用的特點(diǎn)。下山包滑坡北段強(qiáng)風(fēng)化坡面框架采用50×50cm、節(jié)點(diǎn)中心2m的方形框架，節(jié)點(diǎn)處設(shè)置兩種類型錨桿：在550～560m高程間坡面，滑面以上節(jié)點(diǎn)垂直于坡面設(shè)置φ36及φ32、長(zhǎng)12m砂漿錨桿，在565～580m高程間坡面則設(shè)垂直于坡面的φ28、長(zhǎng)6m的砂漿錨桿，相應(yīng)地框架配筋為8φ20和4φ20.框架要求在坡面挖30cm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。

（四）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。

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，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。

在高邊坡施工過(guò)程中為保證開(kāi)挖與錨固同步施工，必須縮短錨索施工時(shí)間，及早對(duì)巖體施加預(yù)應(yīng)力，以達(dá)到加快工程進(jìn)度，確保邊坡穩(wěn)定的目的。三峽永久船閘主體段高邊坡工程規(guī)模之大、技術(shù)難度之高均為國(guó)內(nèi)外邊坡工程所罕見(jiàn)，其加固過(guò)程中，采取了噴混凝土、掛網(wǎng)錨桿、系統(tǒng)錨桿、打排水孔、設(shè)置排水洞、采用3000kN級(jí)預(yù)應(yīng)力錨索等綜合治理措施，其中，3000kN對(duì)穿錨束1924束，在國(guó)內(nèi)尚屬首例。

三、減載、排水等措施的應(yīng)用

（一）減載、壓坡

在有條件的情況下，減載壓坡應(yīng)是優(yōu)先考慮的加固措施。在滑坡體后緣覆蓋層最厚的部位，在保證施工道路布置的前提下，盡量在后緣減載。第一次減載14萬(wàn)余m3，至610m高程，第一次減載后，滑動(dòng)速度明顯降低。緊接著再減載12萬(wàn)余m3，至600m高程。兩次減載共26萬(wàn)余m3，滑坡抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)提高約10%

（二）排水、截水

地表水滲入滑坡體內(nèi)，既增加滑坡體的重量，增加滑動(dòng)力，又降低了滑動(dòng)面上巖層的內(nèi)摩擦力，對(duì)滑坡體的穩(wěn)定是不利的。對(duì)于滑坡體以外的山坡上的地表水，采取層層修建攔水溝、排水溝的方法排水。在坡體范圍內(nèi)的地表水，對(duì)開(kāi)裂的地方用黃土封堵，低洼積水地方用廢碴填平，順地表水集中的地方設(shè)排水溝排走地表水。

地下水是影響邊坡穩(wěn)定的主要因素。三維滲流分析成果表明：船閘高邊坡形成之后，在坡面噴混凝土防滲條件下遇連續(xù)降雨，若無(wú)排水設(shè)施，邊坡山體地下水均在較高位置出逸；當(dāng)設(shè)置排水洞后，地下水位較無(wú)排水情況有所降低，但不明顯；當(dāng)在排水洞中設(shè)置排水孔幕之后，地下水位有較大