邊坡加固技術(shù)在水利水電工程中的應(yīng)用

葉青

邊坡加固技術(shù)在水利水電工程中的應(yīng)用

葉青

邊坡的穩(wěn)定性問題在水利水電工程建設(shè)中是經(jīng)常面對的問題，邊坡的穩(wěn)定性對工程建設(shè)以及安全使用起著決定性的影響。本文主要對水利水電工程中的邊坡加固技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)的介紹，同時(shí)結(jié)合具體的實(shí)際情況采用不同的加固方法。實(shí)踐證明，有針對性的加固方法不僅可以達(dá)到很好的效果，節(jié)約工程成本，而且也能提高工程效率和工程質(zhì)量。

水利水電；邊坡加固；錨索；混凝土；應(yīng)用

1 邊坡加固技術(shù)在水利水電工程中的重要性

水利水電工程在建設(shè)過程中為了避免出現(xiàn)滑坡現(xiàn)象，需要對邊坡做好加固技術(shù)，以保證邊坡的穩(wěn)定性和可靠性。邊坡的加固技術(shù)是水利水電工程建設(shè)的可靠保障也是工程質(zhì)量的可靠保障，所以，邊坡加固技術(shù)對水利水電建設(shè)非常重要。我國的水利水電建設(shè)在邊坡施工中周圍環(huán)境一般比較復(fù)雜，地質(zhì)構(gòu)造會對邊坡施工帶來很大困難，有些特殊的地質(zhì)構(gòu)造很容易出現(xiàn)滑坡現(xiàn)象。所以，為了減少和避免滑坡出現(xiàn)的可能性，在水利水電工程項(xiàng)目施工中，需要結(jié)合以往的施工經(jīng)驗(yàn)對不同情況的邊坡施工采用不同的加固方法。

2 水利工程邊坡加固現(xiàn)狀

2.1 邊坡修建出現(xiàn)的問題

對邊坡進(jìn)行加固工作是為了保證整個(gè)工程項(xiàng)目結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，在路基兩邊施工具有一定坡度或者具有一定斜坡度的坡面。邊坡的分類主要包括人工邊坡以及自然形成的邊坡兩種類型，對邊坡的穩(wěn)定性進(jìn)一步加強(qiáng)是進(jìn)行邊坡加固的重要手段。在水利水電工程建設(shè)中，為了對工程邊坡滑體進(jìn)行有效的預(yù)防和控制，需要采用一系列的有效措施對其進(jìn)行控制。但是目前的水利水電工程建設(shè)中，一些工程沒有對邊坡加固工作做到足夠的重視，沒有對實(shí)際地質(zhì)情況做好科學(xué)的勘測，在邊坡施工之前沒有進(jìn)行綜合的考慮和分析。

2.2 邊坡失穩(wěn)現(xiàn)象分析

對邊坡進(jìn)行加固工作最重要的因素就是邊坡出現(xiàn)失穩(wěn)現(xiàn)象。如果是人工邊坡，其開挖的形式主要是開挖邊坡以及堤壩邊坡兩種。邊坡的性質(zhì)包括土邊、巖體以及復(fù)合型三種。專家經(jīng)過一系列的研究表明，造成邊坡失穩(wěn)的主要原因是客觀的自然環(huán)境，自然環(huán)境中的因素會對邊坡的局部會產(chǎn)生一定程度的開裂現(xiàn)象，從而對整體結(jié)構(gòu)會突然出現(xiàn)坍塌、剝離塌落或者是下滑位移等情況。

2.3 影響邊坡穩(wěn)定性的其他因素

影響邊坡穩(wěn)定性的因素除了上面介紹的情況以外，還有其他的一些原因，在進(jìn)行邊坡加固工作時(shí)也要特別重視這些因素。比如，在邊坡施工中由于施工不當(dāng)、邊坡結(jié)構(gòu)中的土層質(zhì)量、邊坡施工中出現(xiàn)斷層情況、地下水位的升降以及邊坡結(jié)構(gòu)中土層的粘性等因素，這些因素都會對邊坡的穩(wěn)定性造成影響，對水利水電工程建設(shè)造成破壞，而且很容易發(fā)生決堤現(xiàn)象，如果是在降水比較豐富的季節(jié)，很容易發(fā)生洪水泛濫，對水利工程周圍的人們帶來很大威脅。所以，不管是人工因素還是自然因素，都要對邊坡的穩(wěn)定性足夠重視，依據(jù)實(shí)際情況和工程施工特點(diǎn)選擇合適的邊坡加固技術(shù)。

3 混凝土施工加固技術(shù)以及應(yīng)用

混凝土施工加固技術(shù)一般適用在中厚層或者是淺層滑體的邊坡，也適用于巖性較差、強(qiáng)度比較低、容易風(fēng)化的巖石邊坡。具體的施工方法是混凝土的抗滑樁、沉井設(shè)置以及擋墻設(shè)置，下面我們對每一種方法進(jìn)行詳細(xì)的介紹：

3.1 混凝土抗滑樁技術(shù)

采用混凝土抗滑樁技術(shù)也就是在邊坡的外部打入抗滑樁，可以打入一排也可以打入多排，要注意的是抗滑樁打入的深度要足夠深，滿足施工要求。這種加固方法主要是通過利用深層地質(zhì)的穩(wěn)定性對滑體進(jìn)行控制和約束。采用混凝土抗滑樁的設(shè)計(jì)對抗滑動力有很大的提高，可以對邊坡起到很好的加固效果。這種加固方法在設(shè)置的形式上可以采用間隔樁排，也可以采用連續(xù)樁排，要注意的是樁體的間距要保證滑體不會出來為宜。另外，在施工中要特別注意的是不要擾動邊坡，不然很容易出現(xiàn)事故，對施工人員的生命安全帶來威脅。

3.2 混凝土擋墻技術(shù)

采用混凝土擋墻技術(shù)就是在邊坡外實(shí)施擋土墻。這種加固方法的原理是利用擋墻的靜摩擦力來消除土體的滑動力，使兩種力量相互抵消，以提高邊坡的穩(wěn)定性。混凝土擋墻的施工結(jié)構(gòu)設(shè)置非常簡單，在實(shí)際的施工中要特別重視使用的擋土墻材料、結(jié)構(gòu)以及布置位置等方面。

3.3 混凝土沉井技術(shù)

采用沉井設(shè)置技術(shù)與混凝土抗滑樁技術(shù)在原理上差不多，相比較而言，采用沉井設(shè)置在具體的施工工藝上會有一些復(fù)雜。這種方法的施工步驟一般包括沉井下沉、混凝土填坑以及混凝土封底等。在實(shí)際的施工過程中，要特別注意的是：如果采用沉井下沉要對外壁的摩擦要盡量減小，這樣可以有效防止沉井懸掛，另外要進(jìn)行防止歪斜的對策處理。

無論采用哪種具體的混凝土施工加固方案都會對邊坡起到很好的加固效果，這種加固技術(shù)主要是對滑體進(jìn)行控制，使滑動出現(xiàn)的機(jī)率減少。前兩種加固方法在實(shí)際的施工中，施工工藝非常簡單，沒有很強(qiáng)的專業(yè)技術(shù)難度。施工工期比較短、使用到的設(shè)備也非常少、土方量比較小等特點(diǎn)。第三種混凝土沉井技術(shù)這種加固方法與混凝土抗滑樁相比，加固效果會更突出一些，但是具體的施工工藝會比較復(fù)雜，使用的工具和設(shè)備也會非常多，需要施工技術(shù)水平比較高的專業(yè)人士進(jìn)行施工。

4 錨固施工加固技術(shù)以及應(yīng)用

錨固施工加固技術(shù)的原理是利用錨索或者錨桿等構(gòu)件進(jìn)行防滑，在運(yùn)用的過程中會產(chǎn)生一定的錨力，也就是利用錨力與滑動力進(jìn)行對抗。這種加固技術(shù)主要適用于自然影響以及風(fēng)化嚴(yán)重的巖石邊坡，或者是極易發(fā)生落石、崩塌的巖質(zhì)邊坡。具體的方法有錨索設(shè)置以及土釘墻設(shè)置等，下面我們對每一種方法進(jìn)行詳細(xì)的介紹：

4.1 錨索加固技術(shù)

采用錨索設(shè)置加固方法就是把鋼絞線一邊在坡面上進(jìn)行固定，另一邊打入深層的巖體中。采用這種方法可以增加邊坡的穩(wěn)定性，使滑體的摩擦力進(jìn)一步增強(qiáng)，對邊坡起到很好的加固效果。在具體的施工中要注意提高鉆孔的質(zhì)量，實(shí)踐表明，鉆孔的質(zhì)量越高，起到的加固效果就越好。另外，在鉆孔結(jié)束以后對孔內(nèi)的雜物要清理干凈，如果沒有對鉆孔內(nèi)部進(jìn)行清理，很容易存在一定的質(zhì)量隱患，對加固效果造成一定的影響，嚴(yán)重的情況下會對施工人員安全帶來威脅。這種加固方法需要確保巖體處于穩(wěn)定和完整的情況下才能進(jìn)行邊坡加固。

4.2 土釘墻加固技術(shù)

采用土釘墻設(shè)置技術(shù)就是把錨桿打入滑體的巖層中，在坡面上鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)面，然后噴射混凝土。這種加固方法是把錨桿連成一個(gè)整體，產(chǎn)生的力量與土體的滑動力進(jìn)行對抗。這種方法的優(yōu)點(diǎn)與采用錨索設(shè)置效果差不多，但是，采用土釘墻設(shè)置加固技術(shù)需要進(jìn)行抗拔試驗(yàn)，對試驗(yàn)的有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，然后依據(jù)分析的結(jié)果實(shí)施加固技術(shù)。

依據(jù)實(shí)際情況綜合分析選擇合適的錨固施工加固方案都會對邊坡起到很好的加固效果。這種支護(hù)技術(shù)結(jié)構(gòu)占地面積小，安全性高，施工靈活，經(jīng)濟(jì)實(shí)用，施工工期短，不會受到干擾，受力非常均勻，對邊坡起到有效加固作用。

5 邊坡加固的其他措施以及應(yīng)用

對土體的滑動力進(jìn)一步降低也可以通過其他的方法，比如，減載、截水、壓坡或者排水等方法，對邊坡的周圍環(huán)境進(jìn)一步改造，以提高邊坡的穩(wěn)定性，其中減載和壓坡是首選方法。一般情況下，如果條件具備就可以采用這兩種方法把滑體內(nèi)側(cè)土質(zhì)進(jìn)行處理，使滑體的自重力降低，從而降低滑動力，然后將內(nèi)側(cè)處理的土質(zhì)加固在外側(cè)，以增加抗滑能力。這兩種方法一般適用于深層滑體中。另外，截水和排水這種方法是利用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，對滑體的水量進(jìn)一步減少，使滑體自身重量降低，達(dá)到降低滑動力的目的。這是因?yàn)椋衷谶M(jìn)入滑體以后，會大大增加滑體的自身重量，使滑動力進(jìn)一步增加，讓滑體的表面摩擦力進(jìn)一步降低，對滑體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性帶來不利。所以，采用這兩種方法首先要做好地下與地面的排水工作。地面的排水可以挖一些明溝，比如設(shè)置攔水溝、排水溝，使表面的地表水排出。坡體內(nèi)的地表水可以在開裂的位置用黃土進(jìn)行封堵，如果是低洼積水需要實(shí)施填補(bǔ)措施。地下排水可以進(jìn)行井點(diǎn)降水或者是排水洞的設(shè)計(jì)。

6 邊坡加固技術(shù)實(shí)際案例

某一水電站在邊坡施工中，為了將邊坡挖掘工作與錨固技術(shù)同時(shí)進(jìn)行，通過實(shí)際勘察和方案探討，最后決定盡量減少錨索的施工時(shí)間，最大程度對巖體進(jìn)行加力，這樣既能節(jié)約時(shí)間又能保證邊坡的穩(wěn)定性。在邊坡開挖過程中，把1000kN級的預(yù)應(yīng)力錨索技術(shù)應(yīng)用在工程中，對施加預(yù)應(yīng)力的時(shí)間從平常的15～28d縮短到3～6d，采用N-1注漿體以及Y-1型混凝土配合比以滿足施工指標(biāo)。采用該項(xiàng)施工技術(shù)對加固邊坡起到了很好的效果，工程完成以后的幾年間沒有出現(xiàn)過邊坡蠕動或者巖體松弛的現(xiàn)象，為以后的水利水電工程建設(shè)提供重要經(jīng)驗(yàn)，也充分體現(xiàn)了這種加固技術(shù)的經(jīng)濟(jì)、安全、節(jié)約時(shí)間等優(yōu)點(diǎn)。

7 總結(jié)

通過以上方面的介紹，邊坡加固技術(shù)對水利水電工程建設(shè)非常重要。在實(shí)際的應(yīng)用中，需要結(jié)合實(shí)際地質(zhì)情況，深入研究工程施工特點(diǎn)，選擇合適的方法對邊坡進(jìn)行加固。在確保邊坡的穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上選擇經(jīng)濟(jì)實(shí)用的方式，對提高水利水電工程質(zhì)量和效益具有重要意義。

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TV223

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1004-7344（2016）17-0108-02

2016-6-1

葉青（1970-），男，工程師，大專，主要從事監(jiān)理工作及水電工程施工等工作。