實(shí)例探析水庫山體邊坡穩(wěn)定性分析和支護(hù)技術(shù)

□楊正輯(貴州省黔東南州水利電力勘察設(shè)計(jì)院)

實(shí)例探析水庫山體邊坡穩(wěn)定性分析和支護(hù)技術(shù)

□楊正輯(貴州省黔東南州水利電力勘察設(shè)計(jì)院)

隨著水庫建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，在水庫工程建設(shè)中，其山體邊坡的穩(wěn)定變得越來越重要,是影響水庫建設(shè)安全與質(zhì)量的重要影響因素。在水庫山體邊坡工程中，只有做好其穩(wěn)定性分析，并且采取有效的支護(hù)技術(shù)，才能夠保證工程建設(shè)的安全和質(zhì)量。文章主要闡述了從江縣往洞水庫山體邊坡穩(wěn)定性分析和支護(hù)技術(shù)。

水庫；山體；邊坡；穩(wěn)定；支護(hù)

在水庫工程建設(shè)中，其山體邊坡的穩(wěn)定是影響水庫建設(shè)安全與質(zhì)量的重要影響因素，對(duì)山體邊坡穩(wěn)定性進(jìn)行研究是我國巖土工程建設(shè)研究的一個(gè)重要課題，必須加強(qiáng)其穩(wěn)定性研究，才能夠找到有效的支護(hù)方法，保證工程建設(shè)安全。

1 工程概況

從江縣往洞水庫位于貴州省從江縣縣城西北方向32km，工程點(diǎn)距往洞鄉(xiāng)6km，距榕江縣城32km，距從江縣城76km，目前已有鄉(xiāng)級(jí)公路到達(dá)壩址，屬往洞鄉(xiāng)增沖村。擬建從江縣往洞水庫為小(1)型水庫工程。是一個(gè)集防洪及灌溉等功能為一體的綜合水利工程。擬建最大壩高47.80m，壩頂高程693.80m，壩頂長(zhǎng)217m，水庫庫容732萬m3，正常水位690.00m，引水灌溉渠道全長(zhǎng)62.65km。

2 庫首山體邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)

2.1 庫首右岸山體（邊坡）穩(wěn)定性

庫首段河谷長(zhǎng)約300m，河流總體流向上游河谷走向?yàn)镹，于壩線上游約100m處突然拐彎為走向?yàn)镹77°W，該河段所在區(qū)巖層低角度（傾角<10°）傾向右岸，屬斜谷，河床至谷坡的相對(duì)高差為60～100m，兩岸河谷不對(duì)稱。該河段兩岸基巖為變余含粉砂粘土絹云母板巖，巖層傾角較緩（傾角<10°），邊坡巖體工程地質(zhì)分類屬層狀平疊結(jié)構(gòu)，根據(jù)地表調(diào)查，岸坡上未見大規(guī)模的松散堆積層，因此分析認(rèn)為庫岸邊坡整體穩(wěn)定性較好。

2.2 庫首左岸山體邊坡穩(wěn)定性

2.2.1 山體東側(cè)庫岸邊坡

由于庫水正常水位高于強(qiáng)風(fēng)化層底面，同時(shí)原山體地下水位也低于正常水位，山體厚度不大，故山體存在受水沖蝕、潛蝕作用而引起破壞，以及滲漏破壞穩(wěn)定問題。在庫水對(duì)邊坡土質(zhì)部分及巖質(zhì)邊坡造成相應(yīng)表層破壞情況下，再加上山體本身厚度不大，故該段山體存在不穩(wěn)定問題，需加固處理。

2.2.2 山體西側(cè)邊坡（庫外邊坡）

由于庫水正常水位高于強(qiáng)風(fēng)化層底面，同時(shí)原山體地下水位也低于正常水位，山體厚度不大，故山體存在受地下水潛蝕作用而引起破壞，以及滲漏破壞穩(wěn)定問題。在庫水對(duì)邊坡土質(zhì)部分及巖質(zhì)邊坡造成相應(yīng)表層破壞情況下，再加上山體本身厚度不大，故該段山體存在穩(wěn)定問題，需加固處理。

3 山體（邊坡）支護(hù)方案

擬建大壩距離場(chǎng)地較近，邊坡失穩(wěn)對(duì)大壩安全影響較大。同時(shí)本工程支護(hù)以永久性支護(hù)為主，建議加固方案為：庫內(nèi)壩面（及山體）作防滲處理，加高部分高程不夠山體段；或在此處建重力式擋土建筑物（見圖1）；由于山體本身厚度不大，不宜對(duì)此山體進(jìn)行邊坡削坡處理。庫外邊坡建重力式擋土建筑物；由于山體本身厚度不大，不宜對(duì)此山體進(jìn)行邊坡削坡處理。以下主要闡述重力式擋土墻施工方案。

3.1 基坑開挖

開挖采用1.2m3斗容量的日立360液壓挖掘機(jī)1臺(tái)進(jìn)行基槽開挖，開挖采用分段跳槽開挖，開挖長(zhǎng)度根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)情況擬定為20m。開挖時(shí)使用坡度尺控制邊坡坡率，機(jī)械開挖至基底設(shè)計(jì)標(biāo)高以上10cm時(shí)，重新進(jìn)行測(cè)量放樣復(fù)核已開挖基坑及邊坡尺寸，確?；组_挖尺寸符合設(shè)計(jì)要求。

3.2 模板及腳手架工程

3.2.1 模板施工

圖1 擋土墻細(xì)部尺寸圖

擋土墻外模板采用150cm×60cm鋼模板，背模板面板采用18mm厚酚醛板。背模背后布置5cm×10cm方木次龍骨，次龍骨方木豎向布置，縱向間距15cm（中對(duì)中），5cm寬一面使用鋼釘釘在模板上，主龍骨采用Φ48鋼管雙拼焊接而成，主龍骨水平布置，豎向間距60cm，外模采用鋼模板，主龍骨為Φ48鋼管雙拼焊接而成，主龍骨水平布置以提高模板平整度，外模與內(nèi)間模使用Φ18對(duì)拉螺栓進(jìn)行加固，對(duì)拉螺栓布置間距：水平×豎直=1.00m×0.60m，為防止混凝土結(jié)構(gòu)將內(nèi)模壓垮，在擋土墻背模與基巖之間加設(shè)斜撐，以加固模板穩(wěn)定性。（見圖2）。

圖2 模板加固示意圖

3.2.2 腳手架施工

立桿施工底部置于堅(jiān)硬的基巖上，腳手架要設(shè)置縱、橫向掃地桿，掃地桿布置在距離地面≤0.2m的立桿上，橫向掃地桿亦采用直角扣件固定在緊靠縱向掃地桿下方的立桿上，立桿的接頭采用對(duì)接扣件連接。

縱向水平桿設(shè)置在立桿內(nèi)側(cè)，長(zhǎng)度為腳手架通長(zhǎng)布置；縱向水平桿接長(zhǎng)采用扣件對(duì)接，也可采用搭接，縱向水平桿的對(duì)接扣件應(yīng)交錯(cuò)布置，兩根相臨縱向水平桿的接頭不宜設(shè)置在同步或同跨內(nèi)，不同步的要錯(cuò)開≥0.5m。

腳手板應(yīng)滿鋪，施工作業(yè)層周圍20cm高范圍內(nèi)施做腳踢板以防止物品滾落；腳手板長(zhǎng)度<2m時(shí)，采用兩根橫向水平桿支撐，但應(yīng)將腳手板兩端與其可靠固定嚴(yán)防傾翻；腳手板對(duì)接平鋪時(shí)，接頭處必須設(shè)兩根橫向水平桿，腳手板外伸長(zhǎng)取120～150mm，兩塊腳手板外伸長(zhǎng)度的和≤300mm；腳手板搭接鋪設(shè)時(shí)，接頭必須支在橫向水平桿上，搭接長(zhǎng)度應(yīng)>200mm，其伸出橫向水平桿的長(zhǎng)度≥100mm；作業(yè)層端部腳手板探頭長(zhǎng)度應(yīng)取150mm，其板長(zhǎng)兩端均應(yīng)與支承桿可靠地固定。如圖3為腳手架防護(hù)網(wǎng)。

圖3 腳手架防護(hù)網(wǎng)

3.3 片石混凝土澆筑

重力式擋土墻墻身采用C25片石混凝土澆筑，拌和站集中拌制混凝土，混凝土攪拌運(yùn)輸車運(yùn)送混凝土到現(xiàn)場(chǎng)使用輸送泵泵送混凝土入模。為防止混凝土離析，從高處向模板內(nèi)傾泄混凝土?xí)r，自由傾泄高度一般不超過2m，超過2m時(shí)，采用串筒、溜槽等下落措施。澆筑過程中分層澆筑人工添加片石，片石厚度≥15cm，片石最大尺寸≤45cm，片石填放時(shí)分布均勻，片石間凈間距≥15cm，片石與模板間距≥25cm，首次添加片石時(shí)保證混凝土澆筑高度≥60cm，最上層片石應(yīng)保證上方有25cm以上的混凝土覆蓋，片石摻入量為片石混凝土總體積的25%。片石應(yīng)選用無裂縫，無水銹、鐵銹，無夾層且未被燒過的石塊，片石在填放前清洗干凈，添加片石時(shí)應(yīng)注意保護(hù)對(duì)拉螺桿和PVC排水管不被砸壞?；炷琳駬v采用插入式50震動(dòng)棒振搗，振動(dòng)棒應(yīng)與模板保持≥10cm距離，相鄰兩次振搗位置不大于振搗器作用半徑的1.5倍，每次振搗需插入上層混凝土內(nèi)≥5cm，每次振搗時(shí)間≥30s。混凝土振搗過程中，應(yīng)避免重復(fù)振搗，防止過振。澆筑過程中應(yīng)加強(qiáng)檢查模板支撐的穩(wěn)定性和接縫的密合情況，防止在振搗混凝土過程中產(chǎn)生漏漿。當(dāng)振搗完畢需要變換振搗棒在混凝土拌和物中的水平位置時(shí)，應(yīng)邊振動(dòng)邊豎向緩慢提出振動(dòng)棒，不得將振動(dòng)棒放在拌和物內(nèi)平拖來驅(qū)趕混凝土。

3.4 拆模及養(yǎng)護(hù)

混凝土澆筑完成1h后對(duì)外露混凝土表面進(jìn)行鋪蓋保鮮塑料膜進(jìn)行保濕覆蓋，混凝土強(qiáng)度達(dá)到2.5MPa且其表面棱角不因拆模而受損時(shí)，方可拆模。

模板的拆除順序應(yīng)按設(shè)計(jì)的順序進(jìn)行。設(shè)計(jì)無規(guī)定時(shí)，應(yīng)遵循先支后拆、后支先拆的順序進(jìn)行?；炷恋牟鹉r(shí)間除需考慮拆模時(shí)的混凝土強(qiáng)度應(yīng)滿足規(guī)定外，還要考慮拆模時(shí)混凝土的溫度不能過高，以免混凝土接觸空氣時(shí)降溫過快而開裂。拆模不得損傷混凝土，并減少模板損傷。當(dāng)模板與混凝土脫離后，方可拆卸、調(diào)運(yùn)模板，拆除臨時(shí)埋設(shè)于混凝土中其他預(yù)埋部件時(shí)，不得損傷混凝土，拆除模板時(shí)，不得影響或中斷混凝土的養(yǎng)護(hù)工作。拆模后對(duì)混凝土使用塑料薄膜進(jìn)行保濕覆蓋養(yǎng)護(hù)≥14d，當(dāng)氣溫低于5℃時(shí)停止對(duì)混凝土表面進(jìn)行灑水，同時(shí)應(yīng)對(duì)混凝土采取保溫、保濕措施。

4 結(jié)語

從江縣往洞水庫左岸邊坡穩(wěn)定和變形問題，是從江縣往洞水庫工程的重大技術(shù)問題之一。通過邊坡穩(wěn)定性分析，結(jié)合邊坡開挖后巖體應(yīng)力調(diào)整和分布規(guī)律，有針對(duì)性地選擇各種支護(hù)措施，對(duì)各種支護(hù)措施在施工時(shí)序上進(jìn)行優(yōu)化組合，確定了合理的邊坡施工程序。將工藝簡(jiǎn)單、快速有效的重力式擋土墻技術(shù)用于邊坡支護(hù)中，解決了邊坡工程中開挖與支護(hù)間相互制約以及難以組織快速施工等問題。

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