水利工程高邊坡處理技術(shù)

摘 要：在水利工程的建設(shè)與運(yùn)行過(guò)程中，通常會(huì)涉及到邊坡的穩(wěn)定性問(wèn)題，如果邊坡有滑坡體的存在，那么將會(huì)在一定程度上降低水利工程的質(zhì)量，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí){到水利工程的整體安全。水利工程中的高陡邊坡問(wèn)題尤其突出，如果未能采取有效的控制措施，近壩邊坡出現(xiàn)失穩(wěn)現(xiàn)象，極易導(dǎo)致大壩喪失功能，甚至有產(chǎn)生潰壩的風(fēng)險(xiǎn)。因此，應(yīng)當(dāng)充分認(rèn)識(shí)到邊坡穩(wěn)定性分析的重要性。文章對(duì)水利工程高邊坡破壞的內(nèi)外因素、高邊坡破壞的類型進(jìn)行了簡(jiǎn)要的分析，并提出了預(yù)防邊坡破壞的措施，以供相關(guān)人員參考與借鑒。

關(guān)鍵詞：水利工程；高邊坡；穩(wěn)定性；加固措施；處理技術(shù)

1 概述

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國(guó)的水利工程項(xiàng)目無(wú)論是在數(shù)量方面，還是規(guī)模上都有所增大。然而，水利工程在建設(shè)與運(yùn)行的過(guò)程中，需要長(zhǎng)期受到水流的沖擊和浸泡，邊坡失穩(wěn)現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，并且引發(fā)了一些重大工程事故，對(duì)人們的生命財(cái)產(chǎn)安全造成重大損失。因此，高邊坡穩(wěn)定與否，已成為當(dāng)前水利工程中亟待解決的問(wèn)題之一。

2 我國(guó)水利工程邊坡的特點(diǎn)

當(dāng)前，在水利工程中通常將土質(zhì)邊坡高度大于20m或巖質(zhì)邊坡高度大于30m的稱為高邊坡。高邊坡中，坡度在30°～60°稱為陡坡，60°～90°的稱為急坡。我國(guó)水利工程邊坡的特點(diǎn)具體表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面的特點(diǎn)。

2.1 邊坡工程規(guī)模大

從總體上看，在我國(guó)水利工程的建設(shè)過(guò)程中，邊坡工程規(guī)模通常比較大。一方面，開(kāi)挖邊坡的高度已經(jīng)從早期的百米級(jí)，發(fā)展到現(xiàn)如今的數(shù)百米級(jí)。另一方面，開(kāi)挖邊坡的體積也從數(shù)十萬(wàn)立方米至現(xiàn)在的數(shù)千萬(wàn)立方米。

2.2 邊坡地質(zhì)條件復(fù)雜

邊坡地質(zhì)條件的復(fù)雜性，體現(xiàn)在很多方面。首先，邊坡的物質(zhì)組成與成因比較復(fù)雜。其次，邊坡的結(jié)構(gòu)與構(gòu)造比較復(fù)雜。最后，涉及高地應(yīng)力、高地下水位等復(fù)雜作用。

2.3 邊坡設(shè)計(jì)和施工要求高

受到水流的沖擊與浸泡等因素的影響，水利工程中的邊坡容易出現(xiàn)滑坡、坍塌等問(wèn)題，影響水利工程的整體質(zhì)量。因此，為了確保水利工程的正常運(yùn)行，對(duì)于邊坡設(shè)計(jì)和施工的要求都比較嚴(yán)格。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)分析并預(yù)測(cè)影響邊坡穩(wěn)定性的主要因素，并結(jié)合施工期間的實(shí)際情況，進(jìn)行科學(xué)合理的施工。

2.4 治理措施針對(duì)性較強(qiáng)

水利工程的邊坡加固處理是一項(xiàng)非常重要的日常維護(hù)工作，在這一過(guò)程中涉及到很多方面，因此，相應(yīng)的治理措施針對(duì)性較強(qiáng)。在邊坡開(kāi)挖加固處理的措施中，有控制爆破、預(yù)加固、錨噴支護(hù)、抗滑樁、混凝土回填、固結(jié)灌漿等施工措施。

3 高邊坡的破壞形式及變形類型

高邊坡的破壞形式可大體分為以下三種。（1）坡體變形。當(dāng)邊坡所在的山體或斜坡體的工程地質(zhì)條件比較差時(shí)，就會(huì)存在不良坡體或巖體結(jié)構(gòu)，或者是貫通且延伸度長(zhǎng)的不利結(jié)構(gòu)面或軟弱夾層。（2）坡面變形。受外界因素的影響，如沖刷、風(fēng)化、剝蝕等作用下，坡面會(huì)產(chǎn)生一定程度的變形。（3）邊坡變形。在邊坡范圍內(nèi)，如果巖體的含水率高或者是工程地質(zhì)條件比較差，都容易導(dǎo)致邊坡出現(xiàn)變形。

高邊坡的變形類型主要包括：坍塌、崩塌、錯(cuò)落、滑坡以及傾倒。其中，坍塌多表現(xiàn)為邊坡的局部坍塌。崩塌在邊坡的變形中大部分屬于局部變形，主要分為節(jié)理面崩塌、滑動(dòng)崩塌以及傾倒崩塌。錯(cuò)落主要是指邊坡體出現(xiàn)垂直下錯(cuò)的現(xiàn)象。根據(jù)滑體的物理性質(zhì)，可將滑坡分為巖質(zhì)滑坡和土質(zhì)滑坡兩種主要類型。

4 影響邊坡穩(wěn)定性的因素

在水利工程的建設(shè)與運(yùn)行過(guò)程中，影響邊坡穩(wěn)定性的因素包括許多方面。其一，地質(zhì)構(gòu)造是影響邊坡穩(wěn)定性的重要因素之一。地質(zhì)構(gòu)造在一定程度上決定著斷層的性質(zhì)以及節(jié)理裂隙的性狀。如果邊坡的地質(zhì)構(gòu)造比較差，那么將會(huì)嚴(yán)重危害邊坡的穩(wěn)定。其二，水文地質(zhì)條件會(huì)影響邊坡的穩(wěn)定性。地下水可以讓巖體產(chǎn)生軟化現(xiàn)象，從而降低巖體的強(qiáng)度，與此同時(shí)，受到重力荷載的作用，下滑力進(jìn)一步增大，最終導(dǎo)致了邊坡出現(xiàn)失穩(wěn)現(xiàn)象。其三，降水能夠?qū)吰碌姆€(wěn)定性產(chǎn)生一定的影響。當(dāng)雨水浸入到邊坡體后，會(huì)使巖體或土質(zhì)體的含水率有所提高，最終降低了巖體的抗剪強(qiáng)度。當(dāng)巖土體接觸面之間的抗滑穩(wěn)定性受到影響時(shí)，邊坡體就會(huì)出現(xiàn)滑坡現(xiàn)象。其四，地形地貌也是邊坡失穩(wěn)的一個(gè)重要因素。如果邊坡的形態(tài)和規(guī)模不符合水利工程的施工要求，那么在邊坡的頂部通常會(huì)產(chǎn)生一定的張應(yīng)力，或者在邊坡的坡腳處引起剪應(yīng)力。受這些作用的影響，邊坡的穩(wěn)定性會(huì)有所降低。其五，人為因素同樣會(huì)在一定程度上影響邊坡的穩(wěn)定性。在水利工程的施工過(guò)程中，如果選用爆破等方法進(jìn)行開(kāi)挖時(shí)，易使邊坡土受到一定程度的擾動(dòng)，進(jìn)而影響其穩(wěn)定性。

5 高邊坡加固處理措施

5.1 混凝土抗滑結(jié)構(gòu)

首先，混凝土抗滑樁是一種較為常見(jiàn)的加固形式。在實(shí)際操作過(guò)程中，通常將抗滑樁樁長(zhǎng)的1/3～1/4埋于滑坡面以下的完整基巖或穩(wěn)定土層中。有利于減小下滑力，從而阻礙滑坡體的下滑趨勢(shì)。要想取得更好的防滑效果，還應(yīng)當(dāng)及時(shí)灌入砂漿，使得混凝土抗滑樁和周圍巖土體具有整體性。采用抗滑樁能有效降低工程處理費(fèi)用，并且對(duì)于治理正在活動(dòng)的淺層或中層滑坡的效果較為明顯。因此，在邊坡處理技術(shù)中，混凝土抗滑樁的應(yīng)用比較廣泛。

其次，采用混凝土擋墻來(lái)進(jìn)行水利工程邊坡加固處理也較為常見(jiàn)。混凝土擋土墻的結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，主要由墻體組成，利用自身的重量阻礙下滑體的下滑力從而有效地改變滑坡體的受力平衡，防止滑坡體繼續(xù)變形。在施工過(guò)程中，只要合理設(shè)計(jì)擋墻的位置和高度，就可以對(duì)高邊坡起到很好的加固效果。與此同時(shí)，為了有效避免水對(duì)墻體造成侵蝕，并且削弱擋墻上的靜水壓力，應(yīng)當(dāng)在擋墻后設(shè)置排水孔。

最后，沉井也能起到防止邊坡下滑的作用。然而與混凝土抗滑樁和擋墻相比，沉井的結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜。在施工過(guò)程中，沉井可大致分為四個(gè)施工環(huán)節(jié)，即場(chǎng)地平整、制作沉井、沉井下沉以及封底。其中，場(chǎng)地平整和制作沉井屬于準(zhǔn)備環(huán)節(jié)，而施工的重點(diǎn)和難點(diǎn)在于沉井下沉和封底。在沉井下沉?xí)r，要求沉井必須要完全達(dá)到設(shè)計(jì)要求的強(qiáng)度后才能開(kāi)始下沉，并在下沉過(guò)程中注意糾正其方向，在封底時(shí)最好一次成功，以免沉井內(nèi)出現(xiàn)滲漏。

5.2 錨固技術(shù)的應(yīng)用

錨固技術(shù)是一種以拉應(yīng)力為主要作用力的加固技術(shù)，可以通過(guò)錨桿或錨索等構(gòu)件來(lái)承載工程應(yīng)力，并將該應(yīng)力傳遞到土層等其他部位，從而減輕工程應(yīng)力。運(yùn)用錨固技術(shù)對(duì)邊坡進(jìn)行加固主要包括錨固洞加固、錨噴混凝土護(hù)坡兩種方式。其中，錨噴混凝土護(hù)坡是依靠一定的沖擊速度噴射而成，它的使用費(fèi)用比采用鋼結(jié)構(gòu)低，而且強(qiáng)度更高。在施工的過(guò)程中，如果配合上錨桿，還可以在一定程度上減少土方開(kāi)挖量和水泥用量。由于能夠起到良好的經(jīng)濟(jì)效果，因此，錨噴混凝土護(hù)坡的方法較為常用。

6 結(jié)束語(yǔ)

當(dāng)前，隨著我國(guó)水利工程建設(shè)規(guī)模的不斷增大，邊坡高度也有所增加，并且復(fù)雜性逐漸增大。因此，對(duì)邊坡加固技術(shù)的要求也越來(lái)越高。為了提高水利工程的整體建設(shè)質(zhì)量，保障水利工程的安全運(yùn)行，應(yīng)當(dāng)采取科學(xué)合理的加固治理措施提高邊坡的穩(wěn)定性，從而保證邊坡加固效果。文章首先描述了我國(guó)水利工程邊坡的特點(diǎn)以及高邊坡的主要破壞形式和變形類型，通過(guò)分析影響邊坡穩(wěn)定性的主要因素，探討了高邊坡的主要加固處理措施。

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