浅谈水利水电工程高边坡的加固与治理

浅谈水利水电工程高边坡的加固与治理

摘要：边坡的稳定性，直接决定着工程修建的可行性，影响着工程的建设投资和安全运行；甚至是不少高边坡工程成为制约工程进度和成败的关键。为了能加快我国水利水电边坡工程的建设步伐，提高边坡的稳定性，本文仅就水利水电工程岩质高边坡的加固治理措施作简要介绍。

关键词：水利水电工程；高边坡；加固与治理

中图分类号：TV212文献标识码： A 文章编号：

高边坡的地质构造往往比较复杂，影响滑坡的因素也很多，因此，我在研究滑坡的预防和处理过程中，不断总结经验教训，积极开展科技攻关，总结出了一些水电高边坡工程施工新技术，成功地治理了高州水库厘更副坝工程、良德水电站厂房、电白旱平水库、恩平市西坑水库的高边坡问题。本文就水利水电工程岩质高边坡的加固与整治措施作一简要介绍。

一、混凝土抗滑结构的应用

1、混凝土抗滑桩

抗滑桩是穿过滑坡体深入稳定土层或岩层的柱形构件，用以支挡滑体的滑动力，一般设置于滑坡的前缘附近，起稳定边坡的作用，用于正在活动的浅层和中层滑坡效果较好。为了能使抗滑桩更有效的防止滑坡，在设置时应将桩身全长的1／3～1／4埋置于滑坡面以下的完整基岩或稳定土层中，并灌浆使桩和周围岩土体构成整体，并设置于滑体前缘部分．使其能承受相当大的压力。

抗滑桩分成两排布置在滑坡体上，在34m高程上设置1排，在47 m高程平台上设置1排，桩中心距2m，桩深为11～19m，其中心深入基岩的锚固深度为总深度的1／4，断面尺寸为1.5m×2m，设置15kg／m轻型钢轨作为受力筋，回填200号混凝土，每根抗滑桩的抗剪强度为12840kN，8根全部建成后，可以承受滑坡体总滑动推力102720kN.第一批抗滑桩从2004年3月上旬开工，5月下旬开始浇筑，6月1日结束。第二批抗滑桩施工是在2004年枯水期内完成的。

抗滑桩开挖深度达2～3m后，在井壁喷20～30cm厚的混凝土。对岩体较好的井壁采用打锚杆、喷锚挂网的方法进行支护，喷混凝土厚度10～15cm.对局部塌方部位增设钢支撑。抗滑桩开挖到设计要求深度后，进行钢筋绑扎和钢轨吊装。

混凝土浇筑采用水下混凝土的配合比，由拌和机拌和，混凝土运输直接入仓，每小时浇筑厚度控制在0.8 m内，特别是在滑动面上下2m部位，还需下井进行机械振捣。在浇到离井口1～2m时，要求分层振捣。每个井口设两个溜斗，溜

管长度为3～4m，管径15cm.抗滑桩的建成，对桩后坡体起到了有效的阻滑作用。

高州水库厘更副坝边坡采用打抗滑桩、减载、预应力锚杆、锚索、排水、护坡等综合治理措施后，坡体的监测成果表明：下山包滑坡体一直处于稳定状态，而且有一定的安全储备。

2、混凝土沉井

沉井是一种混凝土框架结构，施工中一般可分成数节进行，其结构设计是根据沉井的场地布置、受力状态及基坑的施工条件等因素决定。在高边坡工程中，沉井具有抗滑桩的作用和挡土墙的作用。

沉井下沉，是沉井的关键工序，其质量的好坏将直接影响工程的质量和进度，在下沉时，应尽量减少土体作用在沉井外壁的摩阻力；应在混凝土强度达到100％时方可开始挖土下沉；下沉过程中需控制防偏问题，并做好及时纠偏措施等。而封底如不成功，将会导致沉井内部出现渗漏。严重影响沉井寿命，因此，在封底前，应清洗基面；在混凝土强度达到70％时，应浇筑混凝土封底。

高州水库厘更副坝左坝肩下游边坡，在坝基开挖浇筑过程中，曾于2004年6月曾出现沿覆盖层和部分岩基的顺层滑动。滑坡体长15m，宽5m，高差8m，最大深度3m，方量约3千m3.为了避免汛后左导墙和护坦基础开挖过程中滑体再度复活，确保基坑的安全施工，对左岸边坡的整体进行稳定分析后，决定在坡脚实施沉井抗滑为主和坡面保护、排水为辅的综合治理措施。

沉井施工包括平整场地、沉井制作、沉井下沉、填心4个阶段。下沉采用人工开挖方式，由人力除渣，简易设备运输，下沉过程中需控制防偏问题，做到及时纠正。合理的开挖顺序是：先开挖中间，后开挖四边；先开挖短边，后开挖长边。沉井就位后清洗基面，设置φ15锚杆（锚杆间距为2m，深3.5m），再浇筑150号混凝土封底，最后用100号毛石混凝土填心。

沉井工程建成至今，已经受了几年的运行考验。目前，边坡是稳定的，沉井在边坡稳定中的作用是明显的。

3、混凝土框架和喷混凝土护坡

混凝土框架对滑坡体表层坡体起保护作用并增强坡体的整体性，防止地表水渗入和坡体的风化。框架护坡具有结构物轻，材料用量省，施工方便，适用面广，便于排水，以及可与其他措施结合使用的特点。

高州水库厘更副坝施工中滑坡治理采用混凝土护面框架，框架分两种型式。滑面附近框架，其节点设长锚杆穿过滑面，为一设置在弹性基础上节点受集中力的框架系统；距滑面较远的坡面框架，节点设短锚杆，与强风化坡面在一定范围内形成整体。

下山包滑坡北段强风化坡面框架采用25×25cm、节点中心1m的方形框架，节点处设置两种类型锚杆：在35～40m高程间坡面，滑面以上节点垂直于坡面设置φ16及φ12、长4m砂浆锚杆，在41～43m高程间坡面则设垂直于坡面的φ8、长2m的砂浆锚杆，相应地框架配筋为8φ20和4φ20.框架要求在坡面挖30cm深，50cm宽的槽，部分嵌入坡面内，表层填土并掺入耕植上，形成草本植被的永久护坡，在岩性较好的部位可采用锚杆和喷混凝土保护坡面。

4、混凝土挡墙

混凝土挡墙是治坡工程中最常用的一种方法，它能有效地从局部改变滑坡体的受力平衡，阻止滑坡体变形的延展。

混凝土挡墙是借助自身的重量以支挡滑体的下滑力的一种有效防止滑坡的常用方法，并可与排水等措施联合使用。它能有效地从局部改变滑坡体的受力平衡，阻止滑坡体变形的延展，具有结构简单，能快速起到稳定滑坡作用等优点。在设计混凝土挡墙时。应根据最低滑动面的形状和位置来设计挡墙基础的砌置深度，并在墙后设置泄水孔，使其不仅能削弱作用于挡墙上的静水压力，还能防止墙后积水浸泡基础而造成的挡墙滑移。

二、锚固技术的应用

采用预应力锚索进

边坡加固，具有不破坏岩体，施工灵活，速度快，干扰小，受力可靠，且为主动受力等优点，加上坡面岩体抗压强度高，在很多工程的边坡治理中都得到大量应用。

在恩平市西坑水库除险加固工程边坡工程中，采用了500kN级锚索371根、800kN级锚索10根、1000kN级锚索259根、2000kN级锚索11根，均为胶结式内锚头的预应力锚索，采取后张法施工。预应力锚索由锚索体、内锚头、外锚头三部分组成。内锚头用纯水泥浆或砂浆作胶结材料，其长度1000 kN级为2～3m，2000kN级为4～5m；外锚头为钢筋混凝土结构，与基岩接触面的压应力控制在2.0 MPa以内。

为提高锚索受力的均匀性，我公司施工设计了一种小型千斤顶，采用“分组单根张拉”的方法，如1000kN锚索9根钢绞线，每组拉3根，7次张拉完；2000kN锚索17根，10次张拉完，既简化操作程序，又提高锚索受力均匀性。锚索在补偿张拉时可以用大千斤顶整体张拉（如1000kN锚索），也可继续用分组单根张拉方法（如2000kN锚索），都不会影响锚索受力的均匀性。

在工程中采用无粘结锚索具有明显的优点，其大部分钢绞线都得到防腐油剂和护套的双重保护，并且可以重复张拉。由于在施工时内锚头和钢铰线周围的水泥浆材是一次灌入的，浆材凝固后再张拉，因此减少了一道工序，提高了工效，但其价格相对较高。