水利水电工程高边坡的加固治理

【摘要】水利水电工程边坡稳定的问题是水利水电工程中经常遇到的问题，同时边坡的稳定性直接决定着工程修建的可靠性和可行性，影响着工程的安全运行和建设投资。我国广大的水利建设者在不断建设的过程中不断总结经验教训，开展了一系列科技攻关，最后通过混凝土沉井、混凝土抗滑桩、锚杆、预应力锚索以及减载、排水等加固治理边坡的措施和方法的应用，提出了一些可行的建议措施。

【关键词】水利水电 高边坡 加固治理

前言

如今水利水电工程的建设对我国经济的发展、人民的生活都有着重要的意义，在此基础上水利水电工程的安全建设至关重要。高边坡的地质构造往往比较复杂，影响滑坡的因素也很多，我国曾有一些水利水电工程在施工中发生过边坡失稳问题，为治理这些边坡不但耗去了大量的资金，还延迟了工期，成为我国水利水电工程施工中一个严峻的问题，有的边坡工程甚至已经成为制约工程进度和成败的关键。所以加快水利水电边坡工程的科研步伐，开发出一套现代化的边坡工程勘测、设计、施工、监测技术，就成为水利水电科研攻关的重大课题。同时我国广大水电科技人员也总结出一些经验，成功地治理了天生桥二级、漫湾、李家峡、三峡、小浪底、小湾等工程的高边坡问题。

一、水利水电工程高边坡加固治理的目的

水利水电工程建设地址的地质一般都比较差，在施工过程中经常会碰到岩质高边坡的治理问题，如大坝岸坡开挖后的边坡、水库溢洪道开挖后的边坡及水电站前池、隧洞口、明渠开挖后的边坡等均存在高边坡的加固治理问题。高边坡加固治理的措施多种多样，其目的都是为了防止边坡的向下滑动，提高边坡岩体的稳定性，确保边坡的整体稳定，从而保障高边坡下的水利水电建筑能够安全运行，充分发挥其技术与经济运行能力。

二、混凝土抗滑结构的应用

2.1混凝土抗滑桩

60年代开始，该项技术在我国得到了广泛的应用，并从理论上得到了完善与提高。到了80年代后，高边坡中的抗滑桩应用技术已经得到了一个整体的提高。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，起到稳定边坡的作用，尤其是滑动面倾角较缓时，其效果更好。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l／3或1／4埋置于二滑坡而以下的完整摹岩或稳定土层中，并灌浆使桩和周围岩土体构成整体设置卡滑体前缘部分使其能承受相当大的压力。 抗滑桩由于能有效而经济地治理滑坡，尤其是滑动面倾角较缓时，其效果更好，因此在边坡治理工程中得到了广泛应用。

2.2混凝土沉井

沉井是一种混凝土框架结构，在滑坡工程中不仅可以挡土墙，同时也可以起到抗滑桩的作用。沉井施工包括平整场地、沉井制作、沉井下沉、填心4个阶段，其中沉井下沉和封底足是施工中的难点。沉井下沉时，采用人工开挖方式，应尽量减少土体作用在沉井外壁的摩阻力，而且混凝上强度必须达到lOO％时方可开始挖土下沉，同时下沉过程中需控制防偏问题，并做好及时纠偏措施等。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。沉井在边坡稳定中的作用是明显的。沉井结构设计根据沉井的受力状态、基坑的施工条件和沉井的场地布置等因素决定，沉井结构平面呈“田”字形，井壁和横隔墙的厚度主要由满足下沉重量而定。

2.3凝土挡墙

混凝土挡墙是治坡工程中最常用的一种方法，它能有效地阻止滑坡体变形的延展、从局部改变滑坡体的受力平衡。它可以与排水等措施联合使用，具有能快速起到稳定滑坡作用、结构简单等优点。高边坡坡顶设置混凝土挡土墙，以防止古滑坡体的复活，部分坡面采用浆砌块石护面加固，坡脚设置混凝土防护墙。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。

三、减载及排水等措施的应用

3.1减载反压

减载反压在边坡加固治理中应用广泛。减载的目的在于降低坡体的下滑力，其主要方法是将滑坡体后缘的岩土削去部分，但单单减载有时并不能起到阻滑的作用。最好是与反压措施结合起来．即将减载削下的土石堆于边坡或滑坡前缘阻滑部位，使之既能起到降低下滑力，又增加抗滑力的良好效果。此措施应用于上陡下缓的滑坡效果更好。

3.2表里排水

排除地下水的方法。浅层地下水排水工程可采用截水沟、盲沟和水平钻孔等方法；深层地下水排水工程可采用截水肖沟、集水井、平孔排水和排水廊道等方法。排除了地下水，将尽可能降低边坡岩体地下水位，减小渗水压力，改善边坡稳定条件，提高边坡稳定性。

(2)排出地表水，即是要拦截流入边坡变形坡区的地表水流，包括泉和雨水。如可在滑坡体外修建拦水沟、排水沟的方法排水；在滑坡体内的地表水，可利用地形和自然沟谷。布置树枝状排水系统。排除了地表水。可减小滑动力，降低了附近岩土体的含水量或孔隙水压力，达到了增强抗滑力和提高边坡稳定性的作用。

四、锚固技术的应用

锚固技术是将一种受拉杆件的一端固定在边坡或地基的岩层或土层中，这种受拉杆件的固定端称为锚固端，另一端与工程建筑物联结，可以承受由于土压力、水压力或风力所施加于建筑物的推力，利用地层的锚固力以维持建筑物的稳定。（1）锚固洞。在边坡工程中，采用各种不同断面的锚固洞，形成较大的抗剪力。防止混凝土与洞壁结合不实，同时采取洞桩组合结构的受力条件远较传统悬臂结构合理，可望提供较大的抗力。（2）预应力锚固。采用预应力锚索进行边坡加固，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。因此，在很多工程的边坡治理中部得到大量应用。（3）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，框护坡具有结构物轻，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。

五、实例分析

古城水电站边坡加固治理的应用。古城水电站位于阿坝藏族羌族自治州理县境内的杂谷脑河上。古城水电站地处四川盆地与青藏高原东南缘的过渡地带，总体地势西北高南东低，山岭海拨高程2500-5150m，相对高差1000～3000m。区内地形切割强烈，谷深坡陡，以高山、中高山为主，山脊形态类型多为尖山脊。

古城水电站进水口改线路高边坡加固工程，招标设计支护方案主要为锚喷支护加三排预应力锚索支护。于2005年12月lO日开始施工，施工中发现边坡上部为块碎石土覆盖层，覆盖层较厚，地质情况较差，为满足工期要求，对原设计方案进行调整：取消原有马道，支护分临时支护和永久支护。临时支护采用自进式锚杆结合柔性防护网和自进式锚杆锚喷支护。自进式锚杆采用中38自进式锚杆，锚杆深度4m，间排距1．5m。钢筋网为5，15×15cm，C20喷砼厚度为20cm。柔性安全防护网采用GPS2型主动防护网，其中钢丝绳网采用DO／08／300／4×4型号，格栅网采用S0／2.2／50×50型号，用于连接防护网每张网四周的锚杆采用m32自钻式注浆锚杆，锚杆长度4.0m，按间距2.25m布置，用于中间加固的锚杆采用25自钻式注浆锚杆，锚杆长度4.0-4.5m，按间距2.25m布置。在开口线附近布置57根110钢管桩防护，内插3根32钢筋，灌注M20砂浆。永久支护采用钢筋硷框架梁结合锚筋束进行支护。

六、水利水电工程高边坡加固治理的意义

水利水电工程高边坡的加固与治理的过程中，新工艺、新技术、新产品的应用是降低生产成本、减少施工投入的有效途径之一。因此，要加强项目施工技术、质检、试验、机械制配等方面专业技术人员的力量，并加大资金投入和科技力量，实施技术攻关，积极推进技术革新。而且，要学习同行业施工新工艺、新技术的实践应用经验，通过技术创新和新工艺、新产品的应用，降低施工成本，提高经济效益。这对于水利水电工程高边坡加固与治理才具有长远的意义。

结束语

近年来，我国高边坡治理工作虽然取得了较大的进展，但仍然有很多实际工程问题亟待解决。要真正准确地评价和分析高边坡稳定性，还需要继续加强复杂岩体中高边坡稳定性的理论研究并应用到工程实践中；强调地质与工程的结合，充分考虑边坡的复杂性；加强预应力锚索施工技术研究，进一步扩展预应力锚固应用范围。总之，水利水电工程高边坡的地质构造往往比较复杂，影响滑坡的因素很多，对水利水电工程高边坡的加固治理问题应严谨慎重考虑，通过多种措施结合，从而达到工程既运行安全又经济的目的。

参考文献

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【3】陈祖煜、汪小刚。水电建设中的高边坡工程【J】，水力发电，2006．(10)