水電站廠內(nèi)交通專用公路路基高邊坡防護(hù)技術(shù)

郭貴兵

（中國水利水電第八工程局有限公司，湖南 長沙 410000）

某水電站位于湖南地區(qū)，地處深山峽谷，位置偏遠(yuǎn)，位于河流上游。該水電站的廠內(nèi)交通專用公路主要位于縣境內(nèi)，起于大山谷的東側(cè)，止于該地區(qū)大江大橋左岸。這條廠內(nèi)交通專用公路全長57km，具有較為復(fù)雜的地質(zhì)和地形條件，其沿線高邊坡工程涉及到眾多的影響因素，工程量龐大。這條廠內(nèi)交通專用公路是聯(lián)系水電站以及外部的重要通道，從開工以來，這條公路有過多次的高邊坡的事故，滑坡坍塌影響較大，造成嚴(yán)重經(jīng)濟(jì)損失。

1 某水電站專用公路地質(zhì)條件情況

1.1 地形地貌情況

在該廠內(nèi)交通專用公路的工程區(qū)域中，河流由南向北的流向，并且位置上基本處于平行狀態(tài)，兩者被大山分割開來。專用公路的路線始于河畔，最終到達(dá)江邊。在工程區(qū)域內(nèi)具有較為復(fù)雜的地貌情況，地貌類型主要有河谷、峽谷區(qū)以及侵蝕構(gòu)造中高山區(qū)等。

1.2 區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造

該工程具有較為復(fù)雜的區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造，總體呈現(xiàn)近南北向展布，并且存在一定的斷裂發(fā)育。區(qū)內(nèi)的褶皺被巖漿巖侵吞或是被斷層破壞，但通常其形態(tài)都比較隱匿，導(dǎo)致形跡不是十分明顯。在構(gòu)造區(qū)內(nèi)，斷裂發(fā)育現(xiàn)象較為常見，存在較多的斷層，其中大多數(shù)都為近南北向展布的斷裂帶。

在專用公路區(qū)域內(nèi)，背斜以及倒轉(zhuǎn)背斜是最為主要的兩個(gè)褶皺，分布在山頂。由于斷層破壞以及巖漿巖侵吞，這兩個(gè)褶皺具有較為隱匿的形態(tài)，軸部處出漏短小，而東翼則完全消失，而在西翼處，雖然沒有像東翼一樣完全消失，但其形跡也是十分隱匿。在江河谷左岸處，斷層西部具有單斜構(gòu)造的古生代地層，并且傾斜向西，整個(gè)巖層傾角較大，大于45°。

1.3 水文地質(zhì)氣候

該工程地處亞熱帶氣候區(qū)，在夏季和秋季的時(shí)候，具有較為充足的水汽，降水量通常較大，也經(jīng)常性遇到持續(xù)性大雨以及暴雨。在大江處，支流數(shù)量相對較多，平常時(shí)期水流通常較小，當(dāng)雨季來臨時(shí)，河水呈現(xiàn)較猛的上漲趨勢，甚至出現(xiàn)洪水泥石流現(xiàn)象。在公路沿線主要有基巖裂隙水、巖溶水、第四系孔隙潛水等類型的地下水。只有在大江西側(cè)的部分地區(qū)中存在遠(yuǎn)距離補(bǔ)給的巖溶水類型地下水。由于工程所在地處于高原氣候區(qū)，受到較強(qiáng)的西南季風(fēng)以及高空西風(fēng)環(huán)流的影響，呈現(xiàn)出寒暑差異較小而干濕季節(jié)明顯的特點(diǎn)。

1.4 不良地質(zhì)現(xiàn)象

該水電站廠內(nèi)交通專用公路經(jīng)過的地區(qū)常出現(xiàn)的不良地質(zhì)現(xiàn)象，主要是以落石為主要特征的崩塌、以石流、水土等為主要特征的泥石流、以小規(guī)模滑溜和滑塌為主要特征的滑坡等。在工程的斜坡地段通常具有3～10m的基巖卸荷松動(dòng)層厚度，1～8m之間的風(fēng)化層厚度，上述不良地質(zhì)情況對專用公路的路基邊坡開挖以及結(jié)構(gòu)物基礎(chǔ)開挖產(chǎn)生嚴(yán)重的不良影響。

2 專用公路高邊坡加固治理措施分析

在高邊坡防護(hù)工程中，要解決的重點(diǎn)問題在于平衡邊坡穩(wěn)定性以及工程成本二者之間的關(guān)系，通過最為經(jīng)濟(jì)的方法來保證工程建筑物的邊坡具有足夠的可靠性和穩(wěn)定性。在高邊坡防治中，其原則在于結(jié)合工程具體情況并加以綜合分析，最終確定處于臨界穩(wěn)定狀態(tài)、欠穩(wěn)狀態(tài)以及失穩(wěn)狀態(tài)的邊坡，采取科學(xué)合理的防治措施來保證其穩(wěn)定性，從而使邊坡具有一定的穩(wěn)定程度。本文著重對以下幾種高邊坡加固措施進(jìn)行總結(jié)與探討。

2.1 加強(qiáng)錨固加固治理

在高邊坡加固治理過程中，錨固技術(shù)的主要原理在于將錨桿受拉桿件一端在指定的高邊坡位置處進(jìn)行一定的加固，然后將錨桿受拉桿件另一端在周邊的建筑體上進(jìn)行加固，這樣二者就能分擔(dān)協(xié)同承受由于各種荷載而產(chǎn)生的拉力以及壓力。而在實(shí)際的專用公路高邊坡加固治理過程中，要結(jié)合具體的實(shí)際情況來采取適宜的錨固加固技術(shù)。例如，采用預(yù)應(yīng)力錨固技術(shù)過程中，首先要在高邊坡深層內(nèi)部結(jié)構(gòu)中安裝固定錨索裝置，從而有效分散高邊坡力度。除此之外，還可以有效結(jié)合混凝土澆筑以及其他高邊坡加固處理措施，從而完善錨固加固技術(shù)，更大程度地提高邊坡穩(wěn)定性。

而在實(shí)際的錨固加固過程中，要與工程實(shí)際相結(jié)合，按照先內(nèi)后外的順利來進(jìn)行處理，避免由于施工沖突而造成的返工等問題。在高邊坡防護(hù)治理過程中，如果采用錨桿加固與混凝土噴射相結(jié)合的方法，要在混凝土噴射前將高邊坡表面結(jié)構(gòu)清理干凈，并且根據(jù)具體的設(shè)計(jì)要求來有效控制混凝土平整度以及厚度，為了保障錨孔鉆洞具有準(zhǔn)確的位置，要提前進(jìn)行測量放線，從而給后續(xù)的高邊坡加固治理提供準(zhǔn)確的參照。在鉆孔過程中，要對鉆孔參數(shù)進(jìn)行有效控制，保證其數(shù)值偏差處于可承受范圍內(nèi)，并且選擇良好的地層狀態(tài)，在材質(zhì)以及型號方面，選擇較為適宜的錨索材料。在開展錨孔注漿作業(yè)之前要檢查漿體材料的質(zhì)量情況，確保其屬性質(zhì)量能夠滿足相關(guān)要求和標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 混凝土結(jié)構(gòu)加固措施

（1）混凝土沉井結(jié)構(gòu)。提前將高邊坡場地進(jìn)行充分的平整處理，為后續(xù)沉井下沉提供保障，結(jié)合工程中具體的實(shí)際情況，例如高邊坡的結(jié)構(gòu)分布等，制作規(guī)格和種類符合要求的混凝土沉井，如圓形沉井、階梯形沉井等。在沉井作業(yè)過程中，在井壁維護(hù)結(jié)構(gòu)下進(jìn)行挖土作業(yè)，從而使得沉井在自重作用下逐漸下沉，直至到達(dá)指定位置。在沉井下沉中，要注意控制角度和速度。

（2）混凝土擋墻結(jié)構(gòu)。在專用公路加固防護(hù)過程中選擇較為適宜的位置來加強(qiáng)排水與基礎(chǔ)處理作業(yè)，隨后進(jìn)行混凝土現(xiàn)澆作業(yè)，修建具有一定高度和厚度的混凝土擋墻，將其作為滑體下滑時(shí)高邊坡圍擋結(jié)構(gòu)。

2.3 減載以及排水加固措施

（1）減載加固措施。減載加固是指對活動(dòng)性過高或者穩(wěn)固性較差的地段中的巖石進(jìn)行處理，將周邊的碎巖進(jìn)行清理，尤其是高邊坡上的土體。對這些地段進(jìn)行清理工作，目的是減輕這些高邊坡結(jié)構(gòu)整體上的重力以及碎巖等雜質(zhì)所帶來的壓力，以此來降低坡體發(fā)生滑坡的可能性。另一方面，通過對清理下來的巖土進(jìn)行利用，將其集中地堆放于高邊坡部分的前源的阻滑部分當(dāng)中，既可以對高邊坡的滑坡現(xiàn)象進(jìn)行控制，又可以節(jié)省人力物力，讓這些清理下來的巖土得到合理的利用。

（2）排水加固治理措施。排水加固是指采用修建集水井或者挖截水溝與排水溝等方式進(jìn)行排水，排出一些高邊坡地段中分布的地下水，以此來使地下水位盡可能降低的治理措施。在一些地理環(huán)境和位置特殊的區(qū)域，如果不提前處理好防水問題，在遇到雨雪天氣時(shí)地下水的穩(wěn)定性降低，就很可能會(huì)出現(xiàn)安全隱患。

2.4 柔性防護(hù)系統(tǒng)

由于施工時(shí)坡體被挖開，可能會(huì)造成邊坡的應(yīng)場力因?yàn)樾逗啥a(chǎn)生重新分布的情況，這種情況可能會(huì)導(dǎo)致坡體出現(xiàn)變形。由于某水電站所在的路段的坡高度較大，而且遇到的橫坡大多較為陡峭，一旦遇到暴雨天氣，就很容易出現(xiàn)山體滑坡，十分危險(xiǎn)。因此，在這種地區(qū)宜采用柔性防護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行防護(hù)，可以更加有效地治理滑坡現(xiàn)象，柔性防護(hù)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)在一些破碎巖石較多、更容易發(fā)生滑坡滾石事件的地段尤其顯著。

（1）柔性防護(hù)的系統(tǒng)組成和原理。所謂的柔性系統(tǒng)是指“主要組成部分為鋼繩組成的網(wǎng)絡(luò)，能夠?qū)r石所具有的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為整個(gè)鋼繩組成的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的可變性能的系統(tǒng)”。柔性防護(hù)系統(tǒng)主要用于預(yù)防或減輕坡面落石所帶來的潛在危害，目的是增強(qiáng)安全性。整個(gè)柔性防護(hù)系統(tǒng)由兩部分構(gòu)成，即被動(dòng)防護(hù)與主動(dòng)防護(hù)兩個(gè)部分，被動(dòng)防護(hù)也就是對落石進(jìn)行攔截，而主動(dòng)防護(hù)則是被覆。這兩個(gè)防護(hù)部分可以合并在一起使用，也可以根據(jù)實(shí)際情況分開使用。主動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)即在已經(jīng)固定好的支撐繩與錨桿的基礎(chǔ)上，再安裝具有張力的鋼繩組成的網(wǎng)絡(luò)，以此來使邊坡的支撐更加穩(wěn) 固。而被動(dòng)防護(hù)則是一整個(gè)系統(tǒng)，包括減壓環(huán)、鋼柱以及鋼繩等，一旦由落石撞擊防護(hù)網(wǎng)，柔性網(wǎng)的作用就是將落石的局部集中力量向四周進(jìn)行傳遞，使整個(gè)防護(hù)網(wǎng)受力均勻，從而增加防護(hù)作用及防護(hù)網(wǎng)壽命。

（2）工程應(yīng)用。在選用組合方式的時(shí)候，要綜合考慮到各方面的因素，例如施工地段的地形地貌，邊坡是否穩(wěn)定以及坡面的危石的分布情況等，根據(jù)實(shí)際情況合理地選用柔性防護(hù)的組合方法。例如在某水電站的一部分專用公路地段，地形十分復(fù)雜，邊坡較為陡峭，而邊坡的下方就是公路，這本身就存在著一定的危險(xiǎn)性，再加上坡面如果存在風(fēng)化現(xiàn)象并且這種現(xiàn)象不斷惡化，嚴(yán)重時(shí)可能會(huì)造成一部分坡面的剝落現(xiàn)象或出現(xiàn)淺層坍塌的情況，落石的可能性大大增加。

3 結(jié)語

水電站廠內(nèi)交通專用公路是連接水電站與外界的重要通道，工程區(qū)域都處于較為復(fù)雜的地質(zhì)條件內(nèi)，導(dǎo)致高邊坡處理具有一定的困難和復(fù)雜性。為此，首先要充分明確工程區(qū)域的地貌、地形情況、區(qū)域工程地質(zhì)條件情況等，在此基礎(chǔ)上綜合評估高邊坡的穩(wěn)定性，從而采取最為科學(xué)合理的防護(hù)措施。