閑林水庫壩址區(qū)公路邊坡綜合治理

張玉倫，袁秋月，朱航威（杭州市閑林水庫管理處，浙江 杭州 310012）

閑林水庫壩址區(qū)公路邊坡綜合治理

張玉倫，袁秋月，朱航威
（杭州市閑林水庫管理處，浙江 杭州 310012）

閑林水庫是浙江省重點工程，建成后將作為杭州市應(yīng)急備用水源。壩址區(qū)公路內(nèi)側(cè)由于開挖形成工程邊坡，巖體破碎，總體巖質(zhì)軟弱，其穩(wěn)定性直接關(guān)系到水庫的順利建設(shè)與安全運行。通過系統(tǒng)的研究，提出了邊坡綜合治理措施。圖4幅。

水庫；壩址區(qū)公路；邊坡；穩(wěn)定性；治理措施

1　概 述

閑林水庫是浙江省重點工程，總庫容1 984 萬m3，建成后將作為杭州市應(yīng)急備用水源，可使城市備用水量滿足2020年水平年主城區(qū)水廠8 d以上源水需要，在新安江、富春江電廠放水配合下，抗咸基本達(dá)到97%保證率的標(biāo)準(zhǔn)；結(jié)合河道整治，下游地區(qū)防洪能力由5年一遇提高到20年一遇；同時河道生態(tài)環(huán)境得到改善。

壩址區(qū)公路連接著壩址兩岸及輸水隧洞進(jìn)口閘門井等主要樞紐建筑物的交通，并將大壩左、右兩岸與閑祝公路相連；公路內(nèi)側(cè)邊坡巖性較差 ，大量坡面已采用了掛網(wǎng)噴混凝土防護(hù)，但在降雨等不利工況下，仍存在一定的安全隱患，威脅坡腳車輛及行人安全。目前，國內(nèi)外學(xué)者和工程技術(shù)人員主要集中于高速公路路塹邊坡穩(wěn)定治理研究［1_5］，同時重點解決高邊坡地質(zhì)災(zāi)害問題［6_9］以及生態(tài)治理邊坡措施［12_15］。因此 ，在前人分析研究的基礎(chǔ)上 ，基于閑林水庫壩址區(qū)公路特點，提出了對應(yīng)的生態(tài)治理邊坡措施，供類似工程參考、借鑒。

2　邊坡地質(zhì)條件

2.1地形地貌

壩址區(qū)公路邊坡位于閑林水庫壩址兩岸 ，山坡地形總體較陡，一般40°～50°，坡面植被茂密。壩址處河床高程約40 m，河流曲折延伸，總體流向自西向東；谷底地形較開闊，寬約150 m，兩側(cè)漫灘發(fā)育，河谷橫斷面呈“U”型。閑林水庫壩址左岸公路位于壩后山坡，依山而建，起點接閑祝線，終點接左壩肩，路面高程約53～74 m。左岸山體較雄厚，受沖溝切割影響，坡面曲折，總體走向N60°E ～N50°W；山坡地形陡峻，自然邊坡一般40°～50°，局部工程邊坡大于65°，坡頂?shù)匦蜗鄬^緩，一般20°～30°，坡頂高程約100～105 m。

右岸公路起點位于朱田塢，路面高程約46～74m，向SE依山而上，連接右壩肩、引水進(jìn)口閘門井。右岸山體較單薄，為多條小沖溝切割，坡面地形起伏較凌亂，總體走向約N60°～70°E；山坡地形較陡，自然邊坡一般為35°～50°，局部工程邊坡大于60°，坡頂為狹長山脊，地形平緩，一般10°～20°，坡頂高程約90～105 m［10］。

2.2地層巖性

覆蓋層淺薄，邊坡大部基巖裸露，區(qū)內(nèi)分布的基巖地層為奧陶系上統(tǒng)文昌組 （O3w）地層，區(qū)內(nèi)分布的奧陶系地層為上統(tǒng)文昌組的第一段和第二段。文昌組第一段地層巖性主要為青灰、灰綠色粉砂質(zhì)泥巖，厚層層狀為主，局部夾少許巖屑細(xì)砂巖，巖性較軟，巖體表部多風(fēng)化呈灰黃色 ，分布于壩址左岸；文昌組第二段地層巖性主要為青灰、灰綠色泥質(zhì)粉砂巖，厚層～塊狀，局部夾少許巖屑細(xì)砂巖，巖性中等堅硬～較軟，分布于壩址右岸。零星分布的第四系主要為殘坡積物 （Qel+dl）、坡洪積物 （Qdl+pl）和崩坡積物 （Qcol+dl）。

2.3地質(zhì)構(gòu)造

壩址區(qū)公路邊坡位于羅墳尖～大墳山向斜北翼，受構(gòu)造影響，地層產(chǎn)狀陡傾，其中左岸巖層層面產(chǎn)狀約N45°E，SE∠75°～85°，右岸巖層發(fā)生倒轉(zhuǎn)，層面產(chǎn)狀約N25°～45°E，NW∠50°～75°。邊坡無區(qū)域性斷裂通過，數(shù)條小斷層發(fā)育，規(guī)模不大，多節(jié)理裂隙發(fā)育。

2.4水文地質(zhì)

壩址區(qū)公路邊坡地下水主要來源于大氣降水補給，以基巖裂隙水為主，主要賦存于基巖裂隙及破碎帶中，屬潛水類型，邊坡坡面地表水系不發(fā)育。邊坡地形多陡峻，節(jié)理裂隙發(fā)育，巖體滲透性良好，地下水埋深總體較深 ，地下水活動性強。邊坡范圍內(nèi)未見地下水露頭，勘探鉆孔揭露的左岸公路邊坡地下水埋深一般20～25 m，右岸邊坡地下水埋深一般15～20 m，局部8～10 m。

3　變形破壞

壩址區(qū)右岸邊坡巖體節(jié)理裂隙發(fā)育、相互切割，局部長大節(jié)理順坡陡傾且平行密集發(fā)育 ，結(jié)構(gòu)面結(jié)合差，在工程開挖、雨水沖刷等不利工況下產(chǎn)生垮塌。查明右岸邊坡發(fā)育垮塌3處 （C1～C3），均產(chǎn)生于邊坡淺表部破碎巖體強風(fēng)化帶內(nèi)。

C1：為新近發(fā)生 ，位于壩址區(qū)右岸牛塢畈溝溝口右岸附近邊坡，坡面地形約45°～60°，垮塌平面上呈不規(guī)則半圓形，后緣高程約90 m，前緣高程約74 m，寬約15～20 m，為淺層強風(fēng)化巖體垮塌，垮塌物堆積于場內(nèi)公路路面，方量約200 m3?？辈槠陂g，該崩塌后緣坡頂仍有拉張裂縫發(fā)育 （L2），N70°～80°E展布，延伸長約15 m，張開5～10 cm，可見深度約1 m，坡頂有少量棄渣堆積。

C2：位于壩址區(qū)右岸邊坡，距C1下游約80 m，坡面地形約50°～60°，垮塌平面上呈不規(guī)則長條形，后緣高程約83 m，前緣高程約74 m，寬約5～8 m，垮塌物已崩落、清除，殘留空腔。該垮塌規(guī)模小，主要為邊坡表部客土及表層巖體垮塌。

C1和C2滑坡主要由于兩處邊坡泥質(zhì)粉砂巖以強風(fēng)化為主，僅局部坡腳巖體弱風(fēng)化，坡內(nèi)地下水埋深較大，節(jié)理裂隙發(fā)育，結(jié)構(gòu)面總體結(jié)合差 ，巖體屬碎裂鑲嵌～碎裂結(jié)構(gòu)，全段均有順傾坡外的不利結(jié)構(gòu)面或其不利組合發(fā)育，邊坡巖體質(zhì)量Ⅳ類為主?，F(xiàn)狀邊坡較高，坡形陡峻，巖體質(zhì)量較差，邊坡整體欠穩(wěn)定。

C3：位于右岸壩后邊坡，距壩肩約30 m，坡面地形約45°～60°，垮塌平面上呈不規(guī)則倒梯形，后緣高程約85 m，前緣高程約60 m，寬約20～25 m，為淺層巖體垮塌，垮塌物堆積于壩后坡腳，大部已被清理，殘留方量約50 m3。

C3滑坡主要由于邊坡分布地層巖性為O3w2泥質(zhì)粉砂巖為主，夾部分細(xì)砂巖，邊坡上部巖體強風(fēng)化，中下部巖體弱風(fēng)化，巖質(zhì)總體較軟，局部存在不利結(jié)構(gòu)面組合并產(chǎn)生垮塌，局部欠穩(wěn)定。

4　邊坡綜合治理措施

4.1 工程規(guī)模

根據(jù)現(xiàn)場實際情況將治理坡面分為左岸邊坡及右岸邊坡兩部分，左岸邊坡由大小不等的3塊混凝土封閉邊坡組成 （分別為Ⅰ號坡面、Ⅱ號坡面、Ⅲ號坡面），現(xiàn)狀最大坡高約30 m，現(xiàn)狀坡面面積約6 000 m2；右岸邊坡由大小不等的7塊邊坡組成（Ⅳ～Ⅹ號坡面），現(xiàn)狀最大坡高約25 m，現(xiàn)狀坡面面積約28 000 m2，現(xiàn)狀坡面面積合計約34 000 m2。場內(nèi)邊坡大部分進(jìn)行了掛網(wǎng)噴混凝土治理，少量進(jìn)行了生態(tài)恢復(fù)治理，但邊坡發(fā)生了垮塌。坡腳道路已修建完善，寬約7.0 m，高程46～74 m，邊坡下方已修建有排水溝，坡頂大部分修建有截水溝。限于篇幅，本文只針對3處發(fā)生滑坡的Ⅳ（發(fā)生滑坡C3）、Ⅷ_2（發(fā)生滑坡C1、C2）坡面邊坡綜合治理措施進(jìn)行詳細(xì)闡述 （見圖1）。

圖1　大壩右岸公路邊坡綜合治理工程平面布置

4.2治理思路

以場地地質(zhì)環(huán)境條件、邊坡穩(wěn)定性狀況及當(dāng)?shù)丶夹g(shù)經(jīng)濟(jì)條件為前提，邊坡開挖現(xiàn)狀為事實 ，勘查成果與結(jié)論為依據(jù)確定綜合治理方案 ，優(yōu)先采用技術(shù)可行、施工簡便、投入少的防治方法，按永久性邊坡治理進(jìn)行考慮，消除隱患，恢復(fù)生態(tài)環(huán)境。充分考慮現(xiàn)場施工條件，合理選擇邊坡支護(hù)方案，確保方案順利實施；采用科學(xué)合理的綠化治理方案，達(dá)到生態(tài)治理與美化環(huán)境的目的。

對于Ⅳ（發(fā)生滑坡C3）、Ⅷ_2（發(fā)生滑坡C1、C2）坡面經(jīng)處理后噴混植生復(fù)綠，內(nèi)置單層鐵絲網(wǎng) （見圖2～圖4）［11］。

圖2　噴混植生結(jié)構(gòu)剖面

圖3　鐵絲網(wǎng)及樁釘平面結(jié)構(gòu) （單位：cm）

圖4　鐵絲網(wǎng)編織結(jié)構(gòu)及連接 （單位：cm）

4.3施工工序

每平方米坡面 （按10 cm厚度計）基質(zhì)配合比：泥炭土5 kg，過篩腐植土0.3 m3，草纖維5 kg，保水劑40 g（視具體情況可調(diào)），復(fù)合緩釋肥80 g，粘合劑30～50 g（可調(diào)），種子一小袋 （已配好），計量單位v350攪拌機料斗，水可以根據(jù)噴射情況做出調(diào)整，以達(dá)到既能粘結(jié)在巖面上又不致產(chǎn)生流淌為宜。施工工序：坡面處理—鋪網(wǎng)、釘網(wǎng)—噴混植生—養(yǎng)護(hù)管理。

4.3.1坡面處理

人工清除表面松散石塊及坡面雜物 ，特別針對機械處理后遺留的松渣或浮石等，不僅保證坡面干凈無隱患，還要保持坡面基本平順。

4.3.2鋪網(wǎng)、釘網(wǎng)

鋪網(wǎng)：坡頂內(nèi)側(cè)50～100 cm始向下鋪設(shè)網(wǎng)孔5 cm×5 cm的鍍PVC菱形鐵絲網(wǎng)，在馬道處斷開，馬道延伸不低于50 cm，繼續(xù)向下鋪設(shè)至坡腳，左右兩片之間搭接寬度不小于10 cm，坡面有錨桿處必須套進(jìn)錨桿。

釘網(wǎng)：采用φ10mm、長度約18 cm的 “L”形螺紋鋼鋼錨釘 （彎鉤長度3 cm，桿體15 cm）。坡頂錨釘橫向間距50 cm，坡面搭接處間距100 cm，其余位置按4～5枚/m2梅花形布置，完全嵌入；對于個別不平順的坡面須增設(shè)錨釘達(dá)到鐵絲網(wǎng)貼附坡面并與坡面保持3～4 cm間隙。所有網(wǎng)邊搭接處必須勾接牢固。遇坡頂部巖石松軟、破碎，更換為錨桿，入巖深度100 cm，于坡頂線、馬道外緣線不低于100 cm布置，網(wǎng)隨錨桿位置鋪設(shè)。

4.3.3墊木條

坡面釘網(wǎng)結(jié)束后，為了增加坡面的粗糙度和保證基質(zhì)在坡面停留的穩(wěn)定性 ，便于基質(zhì)厚度的控制作業(yè)，根據(jù)坡面實際在坡面光滑部位與網(wǎng)材之間梅花形布置木條，規(guī)格φ5 cm，L50 cm。

4.3.4引流

在前期坡面滲水調(diào)查的標(biāo)記點處采用打孔或人工掏挖的方式形成孔洞，內(nèi)部插入排水花管 ，用水泥砂漿封閉孔口，保證滲水全部排到排水管內(nèi)，排水管由滲水口延伸到坡腳 ，從而起到保護(hù)坡面免受沖刷的作用。

4.3.5噴混植生

待上述工序結(jié)束后即可進(jìn)行噴混植生。將保水劑、粘合劑、植物纖維、泥炭土、腐植土、緩釋復(fù)合肥、種子等混合基質(zhì)按比例攪拌均勻后用高壓縮空氣通過噴射機噴射，在槍頭處與水混合成潤料最終粘結(jié)在坡面和鐵絲網(wǎng)上，噴射一次成型，最終噴射混合料平均厚度達(dá)16 cm。過程中材料混合比例嚴(yán)格控制，用水量以基質(zhì)最佳粘結(jié)于坡面為準(zhǔn) ，不得產(chǎn)生流淌。

4.3.6種子配合比

針對余杭區(qū)氣候、水文條件，結(jié)合當(dāng)?shù)赝临|(zhì)以及施工時間，選擇如下植物種。冷季型草本：高羊茅 （2g/m2）；暖季型草本：百喜草 （3g/m2，狗牙根（1g/m2，豆科：紫花苜蓿 （1g/m2），灌木：紫穗槐 （2g/m2），胡枝子 （1.5g/m2），馬棘 （1.5g/m2），多花木蘭 （2g/m2），種子配比要求搭配均勻，構(gòu)成灌草型的多物種群落；外來物種必須提供檢疫報告；禾本科植物種子質(zhì)量不低于GB 6142—1985規(guī)定的二級標(biāo)準(zhǔn)；鄉(xiāng)土種要在使用前進(jìn)行發(fā)芽率試驗；要求種子和泥炭、粘合劑、保水劑、營養(yǎng)液充分?jǐn)嚢杈鶆蚝笠淮涡圆ビ谄旅妫龅讲シN均勻，不多噴、不漏噴。

5　監(jiān)測預(yù)警

5.1監(jiān)測目的

為確保邊坡施工的順利進(jìn)行，應(yīng)及時獲得邊坡的變形信息，以求掌握邊坡施工對邊坡的影響，作出安全預(yù)報，實行信息化施工，有效控制邊坡變形。邊坡監(jiān)測應(yīng)選擇有較強實力及有同類工程施工經(jīng)驗的監(jiān)測單位。

5.2監(jiān)測內(nèi)容

（1）邊坡變形觀測。坡頂分段布置11個表面位移觀測點，采用測量儀器進(jìn)行沉降及水平位移變形觀測，觀測期不少于2個水文年。

（2）坡體及坡頂后緣斜坡監(jiān)測。監(jiān)測內(nèi)容有地表裂縫出現(xiàn)的位置、規(guī)模、方位、時間等；崩塌掉塊發(fā)生的時間、位置、范圍等。

5.3監(jiān)測要求

（1）須對周邊環(huán)境做全面調(diào)查，掌握監(jiān)測對象的初始狀態(tài)。

（2）施工期間需每天進(jìn)行邊坡變形觀測，完成后觀測頻次為1次/月，臺風(fēng)、暴雨季節(jié)增加觀測頻次。

6　結(jié) 語

（1）壩址區(qū)公路邊坡的地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜、巖性條件差及暴雨影響等是造成部分區(qū)域滑坡的主要原因。

（2）充分根據(jù)前期的地質(zhì)勘查成果，針對滑坡邊坡提出了針對性的治理方案：坡面經(jīng)處理后噴混植生復(fù)綠，內(nèi)置單層鐵絲網(wǎng)。

（3）后續(xù)將加強邊坡治理的監(jiān)測，并根據(jù)監(jiān)測結(jié)果進(jìn)行動態(tài)設(shè)計，確保工程建設(shè)的順利進(jìn)行。

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責(zé)任編輯 吳 昊

2016-04-25

張玉倫 （1984-），男，工程師，主要從事水利工程建設(shè)與管理工作。

E_mail：351839319@qq.com