大新橋水庫(kù)左岸高邊坡綜合治理方案分析

陳 睿

(畢節(jié)市勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，貴州 畢節(jié) 551700)

1 工程概況

大新橋水庫(kù)壩址位于織金縣桂果鎮(zhèn)新華村大新橋，地理坐標(biāo)：E105°49′05"，N26°37′36"。水庫(kù)距織金縣城12km，縣城至桂果鎮(zhèn)公路從庫(kù)區(qū)右支流戈仲武小河上馬家橋處通過(guò)，該處距壩址2.4km。建成后的大新橋水庫(kù)將是一座以灌溉為主，兼有城市供水及渠道沿線人畜飲水等綜合利用的中型水利工程。

2 工程邊坡特征及穩(wěn)定性分析

2.1 邊坡的特征

溢洪道進(jìn)口邊坡底部長(zhǎng)約55m，頂部長(zhǎng)約35m，邊坡高50m，邊坡走向?yàn)?2°，巖體的優(yōu)勢(shì)結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀：傾向S14°E，傾角60°-65°，為逆向坡，巖層產(chǎn)狀為N43°W∠21°，現(xiàn)狀邊坡的平均坡面約70°-75°。根據(jù)《水利水電工程邊坡設(shè)計(jì)規(guī)范》(SL386-2007)規(guī)定[1]，織金縣大新橋水庫(kù)溢洪道為4級(jí)建筑物，邊坡對(duì)溢洪道的影響級(jí)別為嚴(yán)重，故織金縣大新橋水庫(kù)溢洪道進(jìn)口邊坡為4級(jí)邊坡。根據(jù)《中小型水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范》(SL55-2005)附錄B規(guī)定，該邊坡變形類型為張裂變形邊坡。右壩肩邊坡底部長(zhǎng)約90m，頂部長(zhǎng)約20m，邊坡高65m，邊坡走向?yàn)?6°，巖體的優(yōu)勢(shì)結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀：①、傾向S40°E，傾角80°-85°，②、傾向N42°E，傾角87°，邊坡為斜向坡，巖層產(chǎn)狀為N43°W∠21°，現(xiàn)狀邊坡的平均坡面約70°-75°。根據(jù)《水利水電工程邊坡設(shè)計(jì)規(guī)范》(SL386-2007)規(guī)定，織金縣大新橋水庫(kù)大壩為3級(jí)建筑物，右壩肩邊坡對(duì)大壩的影響級(jí)別為較嚴(yán)重，故織金縣大新橋水庫(kù)右壩肩邊坡為4級(jí)邊坡。根據(jù)《中小型水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范》》(SL55-2005)附錄B規(guī)定，該邊坡變形類型為張裂變形邊坡。

2.2 邊坡的穩(wěn)定性分析與評(píng)價(jià)

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查分析，以上兩個(gè)邊坡均為小角度反傾向巖質(zhì)邊坡，存在地層為上硬下軟、地形為上陡下緩的特點(diǎn)，由于邊坡有軟弱基座，軟基在上覆巖體自重作用下發(fā)生塑性擠出，為上覆巖體提供了變形空間，使得整個(gè)邊坡呈現(xiàn)塑流——拉裂變形性質(zhì)的破壞，當(dāng)下部泥巖、頁(yè)巖(軟基)受水及風(fēng)化的繼續(xù)作用，上部坡體產(chǎn)生拉裂，其裂縫不斷向下擴(kuò)展，直到與下部軟弱層貫通形成崩塌，該類邊坡控制邊坡變形破壞發(fā)展的主要因素是坡體下部的軟弱基座。據(jù)調(diào)查，現(xiàn)狀邊坡坡頂已存在多條豎向裂縫，今后水庫(kù)的修建和蓄水，必然會(huì)對(duì)邊坡下部軟基座進(jìn)一步侵蝕、破壞，從而使得邊坡裂縫繼續(xù)向下擴(kuò)展、延伸，直到與下部軟弱層貫通形成崩塌，影響水庫(kù)及大壩的安全，同時(shí)邊坡現(xiàn)有風(fēng)化溶蝕裂隙結(jié)構(gòu)面的存在，隨著溢洪道及大壩的施工，將對(duì)邊坡進(jìn)行切腳，同時(shí)改變?cè)械牡貞?yīng)力平衡，使得邊坡有沿風(fēng)化溶蝕裂隙結(jié)構(gòu)面破壞形成大規(guī)模的崩塌的可能，事實(shí)上現(xiàn)狀邊坡局部已有不穩(wěn)定塊體垮塌、塌落、滑移等災(zāi)害現(xiàn)象出現(xiàn)。

3 大新橋水庫(kù)左岸高邊坡綜合治理方案

3.1 防治原則

經(jīng)過(guò)對(duì)邊坡的穩(wěn)定性分析評(píng)價(jià)，得知邊坡現(xiàn)狀風(fēng)化裂隙帶上的巖體是欠穩(wěn)定的，施工切坡后是不穩(wěn)定的，為了確?？椊鹂h大新橋水庫(kù)工程溢洪道進(jìn)口及右壩肩邊坡對(duì)溢洪道及大壩右壩肩施工安全以及工程竣工后對(duì)水庫(kù)運(yùn)行、構(gòu)筑物等的影響，同時(shí)由于大新橋水庫(kù)灌溉工程是省屬重點(diǎn)工程，拉動(dòng)內(nèi)需項(xiàng)目，不能因?yàn)檫吰掠绊懻麄€(gè)工程的進(jìn)度。因此對(duì)該段邊坡實(shí)施有效的工程防治措施是完全必要的，也是十分緊急的。

溢洪道進(jìn)口及右壩肩邊坡巖體長(zhǎng)期暴露加強(qiáng)了巖體的風(fēng)化速度，又加之邊坡存在外傾結(jié)構(gòu)面，防治原則應(yīng)是：工程措施與非工程措施并舉，綜合整治，加強(qiáng)監(jiān)測(cè)，作好預(yù)報(bào)。

工程措施應(yīng)執(zhí)行：“突出重點(diǎn)、因害設(shè)防、治理方案經(jīng)濟(jì)合理，確保邊坡治理與大自然相協(xié)調(diào)”的原則，盡快實(shí)施工程治理措施，保證邊坡的穩(wěn)定性，確保施工安全及水庫(kù)的正常運(yùn)行。

3.2 治理方案的比選

根據(jù)該邊坡工程的具體實(shí)際情況，由于溢洪道進(jìn)口及右壩肩邊坡所處的地理位置特殊，位于織金縣大新橋水庫(kù)工程溢洪道進(jìn)口及右壩肩上方，又由于巖體風(fēng)化裂隙帶上風(fēng)化溶蝕裂隙結(jié)構(gòu)面的發(fā)育，將巖體切割形成楔形不穩(wěn)定巖塊，邊坡表面多處出現(xiàn)掉塊象，部分地段已形成不穩(wěn)體，嚴(yán)格影響大新橋水庫(kù)工程溢洪道進(jìn)口及右壩肩的正常施工；同時(shí)根據(jù)規(guī)劃設(shè)計(jì)方案，各個(gè)水工建筑物修建完畢后，將對(duì)左、右壩肩邊坡腳的軟質(zhì)巖體進(jìn)行帷幕灌漿處理或護(hù)面處理[1]，水庫(kù)蓄水后不會(huì)對(duì)邊坡下部軟基座進(jìn)一步侵蝕、破壞，邊坡裂縫將不再具備繼續(xù)向下擴(kuò)展、延伸、進(jìn)而形成大規(guī)模崩塌的條件，但隨著溢洪道及大壩的施工，將對(duì)邊坡進(jìn)行切腳，改變?cè)械牡貞?yīng)力平衡，使得邊坡有沿既有風(fēng)化溶蝕裂隙結(jié)構(gòu)面破壞而崩塌的可能。因此，從邊坡的現(xiàn)狀及其對(duì)施工安全和水庫(kù)修建完畢后及運(yùn)行安全等方面綜合考慮，邊坡治理方案有2種：①削坡減載+坡面防護(hù)，即清除邊坡風(fēng)化溶蝕裂隙帶上的不穩(wěn)定巖體，并對(duì)根據(jù)設(shè)計(jì)要求切腳后形成的邊坡，按一定的穩(wěn)定坡率分階放坡，并進(jìn)行坡面防護(hù)，若開(kāi)挖后發(fā)現(xiàn)局部尚有不穩(wěn)定巖體，則進(jìn)行錨固處理，若有巖溶洞隙則進(jìn)行嵌補(bǔ)。此方案土石方開(kāi)挖量較大，但施工簡(jiǎn)易，工期較短，同時(shí)削坡開(kāi)挖土石方可作為壩體材料進(jìn)行進(jìn)行綜合利用。②錨固方案，即對(duì)邊坡風(fēng)化溶蝕裂隙帶上的大型不穩(wěn)定巖體分別采用錨桿(錨索)進(jìn)行錨固處理，對(duì)于小型不穩(wěn)定巖體則采用SNS主動(dòng)柔性防護(hù)網(wǎng)防護(hù)[3]，并對(duì)根據(jù)設(shè)計(jì)要求切腳后形成的陡直邊坡，采用錨桿(錨索)進(jìn)行錨固處理。此方案土石方開(kāi)挖量較小，但施工難度較大，工期較長(zhǎng)，同時(shí)錨固產(chǎn)生的費(fèi)用較高。

3.3 比選結(jié)果

通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析比較，建議兩個(gè)邊坡的治理方案以清除風(fēng)化裂隙帶上的不穩(wěn)定巖塊+坡面防護(hù)為主，即清除邊坡風(fēng)化溶蝕裂隙帶上的不穩(wěn)定巖體，并按一定坡率分階放坡。由于在開(kāi)挖爆破過(guò)程中，存在一些松動(dòng)危石，為了確保邊坡不存在局部掉塊，坡面采用系統(tǒng)錨桿巖石錨噴支護(hù)進(jìn)行護(hù)坡。

4 結(jié) 語(yǔ)

綜上所述，根據(jù)邊坡的延伸走向、控制邊坡穩(wěn)定性的風(fēng)化溶蝕裂隙帶、邊坡的高度以及邊坡以張裂變形邊坡為主的變形現(xiàn)狀，邊坡總體是穩(wěn)定，只是邊坡表層風(fēng)化裂隙帶上的巖體受各組風(fēng)化溶蝕裂隙結(jié)構(gòu)面組合的切割，形成楔形不穩(wěn)定巖塊，同時(shí)修建水庫(kù)溢洪道及大壩，將對(duì)邊坡進(jìn)行人工切坡腳，影響邊坡的穩(wěn)定，故經(jīng)過(guò)對(duì)多種邊坡治理方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析比較，決定邊坡治理主要采用對(duì)不穩(wěn)定陡巖及坡面潛在滑塌巖體作削坡減載處理，并對(duì)削坡坡面采用系統(tǒng)錨桿掛網(wǎng)噴漿護(hù)面處理。

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