水電站高邊坡支護施工分析

牛彥琦

中國水電四局 云南 怒江 671406

前言

根據(jù)我國獨特的地理特征，我國南方地區(qū)水資源較為豐富，但丘陵地區(qū)較多，水電站建設(shè)難度較大。從中國國情出發(fā)，水電站建設(shè)在高山地區(qū)。因此，高邊坡的問題是顯而易見的。如果高邊坡問題處理不當，將成為不穩(wěn)定因素，隨時可能危及工程質(zhì)量和人員安全。

1 高邊坡的分類以及變形種類

（1）根據(jù)地質(zhì)體的物質(zhì)組成，高邊坡可分為土質(zhì)邊坡、巖質(zhì)邊坡、二元結(jié)構(gòu)和復(fù)合結(jié)構(gòu)。根據(jù)邊坡地質(zhì)體的結(jié)構(gòu)，可分為順層、切割層、塊狀、碎裂、均質(zhì)結(jié)構(gòu)。

（2）二元結(jié)構(gòu)和復(fù)合結(jié)構(gòu)按其組成不同可分為多種形式。一些具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的高邊坡難以控制。在穩(wěn)定的環(huán)境中，高邊坡的地質(zhì)結(jié)構(gòu)相對穩(wěn)定，但在自然條件和人為因素的干擾下，高邊坡更易遭受破壞和變形，常見的變形類型有崩塌、滑坡、錯動、傾倒等。

目前，我國水利水電工程天然高邊坡的高度已達500多米，有的甚至達到1000米。一些高邊坡涉及的工程地質(zhì)問題十分復(fù)雜，特別是在地形地質(zhì)條件復(fù)雜的地區(qū)，邊坡的破壞和變形較為常見，滑坡災(zāi)害是一種危害巨大的常見地質(zhì)災(zāi)害，嚴重威脅著人們的生命財產(chǎn)安全[1]。

2 水電站高邊坡支護施工

2.1 淺支護技術(shù)

在水利水電工程開挖和支護技術(shù)中，通常采用淺孔支護，包括排水孔、噴混凝土等。因此，在具體施工中，可以采用全液壓鉆進技術(shù)。依靠技術(shù)人員為鉆井作業(yè)提供準確的測量結(jié)果，確保施工操作和施工設(shè)計誤差最小化。采用精確的測量數(shù)據(jù)保證鉆井作業(yè)的準確性。此外，在噴混凝土時，技術(shù)人員和施工人員也應(yīng)做好相應(yīng)的溝通工作，根據(jù)水利水電工程的具體情況對混凝土的厚度和寬度做出一定的測量。與施工圖對比，與管理層溝通好，及時調(diào)整，并將調(diào)整后的要求層層傳遞給施工人員，避免因為傳達錯誤或者不及使工程出現(xiàn)誤差。

2.2 設(shè)置鋼筋網(wǎng)

在水利水電工程建設(shè)中設(shè)置鋼筋網(wǎng)是十分必要的。設(shè)置鋼筋網(wǎng)的主要目的是防止滑坡、塌方等相關(guān)自然災(zāi)害造成的人員傷亡和財產(chǎn)損失。加固網(wǎng)可以增強工程的穩(wěn)定性，水利水電工程施工多年的損耗、風化等損失將導致混凝土墻的逐漸脫落。此時，鋼筋網(wǎng)可以起到輔助作用，避免建筑物倒塌，提高水利水電施工的安全性。另外，噴射混凝土可以一方面降低風化、日照等自然損耗，另一方面，長時間的坡面排水問題，噴射混凝土施工中的永久排水孔能有效地降低坡面的水壓。

2.3 錨桿

在水電站邊坡支護工程中，錨桿得到了廣泛的應(yīng)用。錨桿技術(shù)主要是對堆積體淺層土質(zhì)邊坡進行支護加固，以提高邊坡的穩(wěn)定性。錨桿支護的原理是通過錨桿將軟弱的、松散的、不穩(wěn)定的巖土體懸掛在穩(wěn)定的巖土體中，從而防止巖土滑離地層。采用錨桿支護邊坡時，廠房工程后坡高度不得超過480米，水電站攔河壩右壩肩高度不得超過540米，防空洞工程高度不得超過470米。錨孔通常由YQ-100B簡易鉆頭鉆成孔。鉆孔時，應(yīng)根據(jù)當?shù)氐膶嶋H情況和地質(zhì)構(gòu)造特點，確定錨桿支護的傾角。鉆頭的尺寸比螺栓本身的直徑大一個尺寸。錨桿技術(shù)的施工工藝相對規(guī)范，但施工質(zhì)量的好壞也直接影響到邊坡支護的實際效果。因此，錨桿支護工程應(yīng)嚴格按照規(guī)范施工，并根據(jù)交通運輸條件、周邊環(huán)境、施工進度要求、地質(zhì)條件等選用適當?shù)墓こ虣C械，施工工藝、人員及材料組織、操作程序清晰、效率高、安全可靠、螺栓支撐質(zhì)量高。保證了施工質(zhì)量，達到了穩(wěn)定邊坡的實際效果[2]。

2.4 排水措施

高邊坡開挖后經(jīng)常出現(xiàn)裂隙水和承壓水涌出的現(xiàn)象。一旦邊坡軟化，雨水沖刷，就會造成嚴重的邊坡坍塌事故。泥水的流動不利于其他施工工序的進行。通過設(shè)置合理的排水孔和截水溝，使裂隙水、承壓水、雨水從邊坡中排出，既保護了邊坡的穩(wěn)定性，又使施工現(xiàn)場容易進行其他作業(yè)。截流溝的斷面尺寸應(yīng)根據(jù)排水能力計算確定。截流溝的縱坡應(yīng)達到既不沖刷又不淤泥的效果。截流溝的出口端應(yīng)靠近其他排水系統(tǒng)或河渠，以確保其他設(shè)施不能被沖刷。設(shè)置排水孔和溝渠的措施已廣泛應(yīng)用于邊坡加固混凝土和噴射混凝土工程中。實踐證明，設(shè)置高邊坡排水是保持邊坡穩(wěn)定必不可少的措施之一。

2.5 噴混凝土

噴射混凝土是將水泥、砂、石、水、外加劑按一定比例混合，經(jīng)特定工藝噴涂到受噴面上，在半小時或更短時間內(nèi)凝固硬化，達到一定強度的快速支護方法。錨桿支護后，采用噴射混凝土對開挖邊坡表面的土石層進行封固加固，增強邊坡表面土石層的抗風化抗雨蝕能力，提高水電站高邊坡的穩(wěn)定性。根據(jù)巖層硬度、土層和巖層軟化程度、加鋪層厚度，選擇素噴混凝土和網(wǎng)噴混凝土。噴射混凝土支護具有及時、早強、封閉的特點，在水電站高邊坡支護中得到了廣泛的應(yīng)用。

在工程施工的過程中，為了保證排水的質(zhì)量，防止山體當中的水壓給邊坡造成非常嚴重的傷害，在這一過程中一定要制定一個永久性的排水孔布置方案，這種方法也是施工中得到普遍應(yīng)用的一種方法[3]。

3 結(jié)束語

目前，大部分水電站建在山區(qū)，壩肩、壓力前池、電廠、升壓站等建筑物都位于高邊坡下。在陡峭的山區(qū)，高邊坡無法進行大量的邊坡開挖和荷載降低，因此高邊坡的有效支護是保證水電站安全運行的必要措施。由于高邊坡開挖支護費用在整個水電站建設(shè)投資中占有很大比重，研究高邊坡開挖支護技術(shù)，對降低工程投資，保證水電站安全運行具有重要意義。