渠道土質(zhì)高邊坡支護(hù)處理探析

肖偉華

(泉州市水利水電工程局，福建泉州 362000)

渠道土質(zhì)高邊坡支護(hù)處理探析

肖偉華

(泉州市水利水電工程局，福建泉州 362000)

分析水利建設(shè)的發(fā)展歷程，渠道土質(zhì)高邊坡的支護(hù)穩(wěn)定問(wèn)題一直是作為我國(guó)水利疏導(dǎo)工程建設(shè)中的重要研究課題之一。由于渠道土質(zhì)高邊坡的支護(hù)溫度將對(duì)水利工程修建的可行性及運(yùn)營(yíng)安全有著直接的聯(lián)系，同時(shí)在一定程度上決定著工程投資。對(duì)此，就我國(guó)渠道土質(zhì)高邊坡支護(hù)處理方案進(jìn)行了討論與分析。

水利工程;渠道;土質(zhì)高邊坡;支護(hù)方案;結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

我國(guó)在渠道土質(zhì)高邊坡的處理措施往往不但消耗大量的資金，而且還在一定程度上給工期造成了比較嚴(yán)重的延誤狀況。近幾年來(lái)，我國(guó)在各項(xiàng)水利工程建設(shè)中都投入了大量的資金，某些工程項(xiàng)目的規(guī)?；蛩募夹g(shù)難度都是相當(dāng)大的，無(wú)論是對(duì)于渠道土質(zhì)高邊坡的工程勘測(cè)、設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)測(cè)等方面的技術(shù)都已成為目前我國(guó)水利建設(shè)輸導(dǎo)工程中不可避免的研究課題。

1 渠道土質(zhì)高邊坡支護(hù)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

渠道土質(zhì)高邊坡的地形地質(zhì)構(gòu)造情況往往都相當(dāng)復(fù)雜，而導(dǎo)致出現(xiàn)滑坡問(wèn)題的影響因素也較多。因此，在我國(guó)專(zhuān)門(mén)的水利工程科研人員在研究高邊坡支護(hù)滑坡問(wèn)題的過(guò)程中，極需在工程實(shí)踐中不斷總結(jié)與積累經(jīng)驗(yàn)，并積極開(kāi)展科技攻關(guān)，總結(jié)出了一整套關(guān)于渠道土質(zhì)高邊坡支護(hù)的施工新技術(shù)，以便成功治理渠道土質(zhì)高邊坡滑坡等問(wèn)題。

對(duì)渠道土質(zhì)高邊坡支護(hù)的結(jié)構(gòu)要求必須考慮的問(wèn)題有保護(hù)渠道邊坡表面免于受到雨水沖刷侵蝕，同時(shí)可以防止及延緩邊坡表面巖土的風(fēng)化、破碎及剝蝕過(guò)程，因此必須采取一定的加固措施來(lái)保證高邊坡整體穩(wěn)定;降低支護(hù)工程對(duì)周邊環(huán)境的破壞，并力求人工支護(hù)構(gòu)造物與自然環(huán)境之間的協(xié)調(diào)性;綜合防光、防眩及改善景觀等環(huán)境效應(yīng)對(duì)渠道邊坡進(jìn)行綠化防護(hù)處理，從而能夠充分發(fā)揮邊坡支護(hù)工程的效益［1］。

2 渠道土質(zhì)高邊坡支護(hù)的結(jié)構(gòu)型式及應(yīng)用

我國(guó)在渠道土質(zhì)高邊坡支護(hù)施工中通常采用的結(jié)構(gòu)型式應(yīng)用主要有混凝土抗滑結(jié)構(gòu)型式、混凝土框架及噴混凝土護(hù)坡型式、錨桿和噴混凝土保護(hù)坡面型式、混凝土擋墻型式、錨固洞型式、土質(zhì)高邊坡綠化噴播防護(hù)型式和預(yù)應(yīng)力錨索結(jié)構(gòu)型式等。

2.1 混凝土抗滑結(jié)構(gòu)型式

我國(guó)自上世紀(jì)50年代就曾在部分水利工程中對(duì)混凝土抗滑樁支護(hù)結(jié)構(gòu)型式加以應(yīng)用，并逐步得以推廣，同時(shí)從理論研究上不可不謂完善和提高?；炷量够瑯督Y(jié)構(gòu)型式由于能夠有效地治理渠道土質(zhì)邊坡的滑坡問(wèn)題，因此其應(yīng)用前景還是非常被看好的。實(shí)踐中表明，混凝土抗滑樁支護(hù)型式的應(yīng)用開(kāi)挖可以達(dá)到3～4 m的深度，可以在井壁噴射30～40 cm厚的混凝土層，且可對(duì)局部塌方部位增設(shè)一定數(shù)量的鋼支撐結(jié)構(gòu)。澆搗施工用混凝土一般可采用拌和站拌制，采用水下施工混凝土配合比作為渠道土質(zhì)高邊坡支護(hù)施工混凝土的配合比，利用混凝土罐車(chē)可運(yùn)輸直接入倉(cāng)，并嚴(yán)格控制混凝土的澆筑厚度＜1.5 m/h，尤其是在滑動(dòng)面層的上下4 m位置［2］。另外，混凝土的振搗作業(yè)需采用人工振搗與機(jī)械振搗配合分層振搗施工。究其應(yīng)用原理可以知道，混凝土抗滑樁型式的應(yīng)用施工，可以對(duì)抗滑樁樁后的土質(zhì)高邊坡體起到了一定的阻滑作用，并增加穩(wěn)定性能。因此，采用混凝土抗滑樁施工是一種可以有效保障穩(wěn)定渠道土質(zhì)高邊坡穩(wěn)定性的措施手段。普遍意義上講，混凝土抗滑樁體結(jié)構(gòu)作為一種混凝土框架結(jié)構(gòu)的支護(hù)型式，在對(duì)渠道土質(zhì)高邊坡的支護(hù)施工中往往是分為數(shù)節(jié)進(jìn)行分段施工的，其作用主要體現(xiàn)對(duì)土質(zhì)邊坡的抵擋作用?；炷量够瑯吨ёo(hù)型式最為常見(jiàn)的沉井結(jié)構(gòu)一般是依據(jù)沉井結(jié)構(gòu)的受力情況和現(xiàn)場(chǎng)施工條件進(jìn)行合理設(shè)計(jì)的，主要以一種“田”字形表現(xiàn)，井壁與橫隔結(jié)構(gòu)則是以滿(mǎn)足抵抗土質(zhì)高邊坡滑體下沉自重為標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 混凝土框架型式

混凝土框架型式的應(yīng)用將對(duì)滑坡土體表層坡體起到保護(hù)作用，并增強(qiáng)了渠道土質(zhì)邊坡坡體的整體性及防滲性能。由于混凝土框架護(hù)坡型式具有結(jié)構(gòu)物輕，耗費(fèi)材料量少，施工便捷，適用范圍大、便于排水和可與其他措施結(jié)合使用等優(yōu)點(diǎn)，一般的渠道土質(zhì)高邊坡均可采用這種型式?；炷磷o(hù)面框架型式又可分為滑面附近的框架和距滑面較遠(yuǎn)的坡面框架兩種，滑面附近的框架節(jié)點(diǎn)布設(shè)長(zhǎng)錨桿貫穿滑面，多組節(jié)點(diǎn)組成受集中力的框架結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。而距滑面較遠(yuǎn)的坡面框架節(jié)點(diǎn)布設(shè)短錨桿，可與強(qiáng)風(fēng)化渠道邊坡坡面在一定范圍之內(nèi)形成局部的整體系統(tǒng)。按照相關(guān)規(guī)范要求，混凝土護(hù)面框架型式要求在坡面開(kāi)挖30 cm深和50 cm寬的溝槽，成槽部分結(jié)構(gòu)嵌入到邊坡的坡面之內(nèi)，表層可填土并摻入一定成分的耕植土，以能夠形成草本植被的永久護(hù)坡結(jié)構(gòu)［3］。

2.3 綜合錨桿及噴混凝土保護(hù)坡面型式

在渠道土質(zhì)高邊坡中含有大量巖體的情況則可以采用錨桿結(jié)合噴射混凝土保護(hù)坡面的型式進(jìn)行支護(hù)處理作業(yè)。

2.4 混凝土擋墻型式

混凝土擋墻結(jié)構(gòu)是處理邊坡支護(hù)問(wèn)題最為常見(jiàn)的一種型式，它的支護(hù)原理在于改變邊坡結(jié)構(gòu)局部受力分布情況以達(dá)到阻止土質(zhì)高邊坡滑體進(jìn)一步變形，同時(shí)也可以實(shí)現(xiàn)局部阻止土質(zhì)高邊坡原生土滑體的復(fù)活層活動(dòng)［4］。從施工實(shí)踐中分析表明，大部分的土質(zhì)高邊坡的坡面結(jié)構(gòu)均可采用漿砌塊石進(jìn)行相應(yīng)的護(hù)面加固處理，同時(shí)應(yīng)及時(shí)在邊坡腳部設(shè)置專(zhuān)門(mén)的混凝土擋墻結(jié)構(gòu)，從而形成完整的混凝土擋墻支護(hù)結(jié)構(gòu)型式。

2.5 錨固洞型式

在渠道土質(zhì)高邊坡支護(hù)施工處理中，還可以通過(guò)采用以錨固洞支護(hù)型式作為綜合抗剪力系統(tǒng)來(lái)達(dá)到良好的支護(hù)效果。錨固洞支護(hù)型式的支護(hù)原因主要是以地質(zhì)探洞回填等加強(qiáng)措施來(lái)增加剪切力，由于土質(zhì)高邊坡具有一定傾斜度，這樣就可以確?；炷僚c洞壁之間不會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重地結(jié)合不實(shí)問(wèn)題，從支護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生較大的抵抗力，最終取得有效的防護(hù)質(zhì)量。

2.6 土質(zhì)高邊坡綠化噴播防護(hù)型式

土質(zhì)高邊坡綠化噴播防護(hù)技術(shù)，其核心內(nèi)容是在土坡坡面人造一個(gè)既能夠讓植物生長(zhǎng)發(fā)育保證種植基質(zhì)不被沖蝕的多孔穩(wěn)定防護(hù)結(jié)構(gòu)。土質(zhì)高邊坡綠化噴播防護(hù)是利用特制的噴混機(jī)械將肥沃的土壤、植物種子和水泥等混合干料在加入一定水量后噴射在土坡土體面層上，由水泥的粘結(jié)作用將其他的混合物粘結(jié)形成一層連續(xù)且具有空隙的硬化體結(jié)構(gòu)，從而保證硬化體結(jié)構(gòu)免遭沖蝕且留置在空隙內(nèi)的種子可在這個(gè)填充空間內(nèi)生長(zhǎng)發(fā)育。

2.7 預(yù)應(yīng)力錨索結(jié)構(gòu)型式

預(yù)應(yīng)力錨索防護(hù)是利用一定強(qiáng)度的水泥砂漿在有效深度的錨孔底端與周邊巖石形成具一定強(qiáng)度的錨固體，而后在錨索的預(yù)應(yīng)力作用下，將不穩(wěn)定的山體部分穩(wěn)固地與穩(wěn)定山體組成整體，確保邊坡的穩(wěn)定，不使構(gòu)造裂隙進(jìn)一步發(fā)展，從而達(dá)到防護(hù)目的。因?yàn)樗嘧{體是一種脆性材料，受力變形與鋼材的變形不相協(xié)調(diào)，尤其是在土坡中的拉力型錨索，錨固段與張拉段的交接處極容易產(chǎn)生裂縫甚至于碎裂，而在軟巖和土層中，錨固段的水泥漿體則可能被逐段拉斷。實(shí)際分析表明，預(yù)應(yīng)力錨索結(jié)構(gòu)型式比較適用于在開(kāi)挖后的土質(zhì)高邊坡及擋土護(hù)面墻、混凝土結(jié)構(gòu)邊坡等不宜于綠化的惡劣環(huán)境中施工作業(yè)，其施工順序一般為修整邊坡、布設(shè)錨桿和掛網(wǎng)、噴射混合料、二次噴射含有種子的混合料、在噴射后覆蓋保濕及防止雨水沖刷、噴播后如未下雨則需每天澆水保持土壤濕潤(rùn)等。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，如上闡述的邊坡支護(hù)處理技術(shù)在渠道土質(zhì)高邊坡支護(hù)中的應(yīng)用在隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展及先進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)水平的過(guò)程中，不斷得到優(yōu)化，并逐步實(shí)現(xiàn)推廣及應(yīng)用范圍的擴(kuò)大化。由于渠道土質(zhì)高邊坡支護(hù)處理是一項(xiàng)事無(wú)巨細(xì)的作業(yè)過(guò)程，需要在更多的施工實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)累積與總結(jié)過(guò)程中不斷發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題才能夠在未來(lái)的水利工程輸導(dǎo)渠道建設(shè)中發(fā)揮更好的效用。

［1］饒文英，郭增玉.黃土高邊坡的滑坡機(jī)理與穩(wěn)定分析方法探討［J］. 陜西機(jī)械學(xué)院學(xué)報(bào)，1988，4(02):47-62.

［2］高英，苗卉，來(lái)光.輸水渠道土質(zhì)高邊坡的支護(hù)處理設(shè)計(jì)［J］.河南水利與南水北調(diào)，2006(01):102-103.

［3］楊海鋒，喬春生，羅鵬程，等.淺談?lì)愅临|(zhì)高邊坡防護(hù)設(shè)計(jì)［J］.公路交通科技:應(yīng)用技術(shù)版，2011(11):116-117.

［4］謝林.復(fù)雜土質(zhì)高邊坡治理的工程實(shí)踐［J］.電力勘測(cè)設(shè)計(jì)，2006(03):24-26.

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2012-07-12

肖偉華(1974-)，男，福建泉州人，工程師，從事水利水電工程工作。