侯家峪水庫工程左岸邊坡防護(hù)與治理技術(shù)研究與應(yīng)用

陳虎

（中國水電建設(shè)集團(tuán)十五工程局有限公司，陜西 西安 710065）

1 工程概況

韓城市侯家峪水庫是一座具有村鎮(zhèn)居民生活供水和農(nóng)業(yè)灌溉功能的Ⅳ等?。?）型水利樞紐工程。庫區(qū)道路位于大壩左岸，起點(diǎn)位于大壩左壩肩，主要解決庫區(qū)群眾的對(duì)外交通任務(wù)。庫區(qū)道路0+060—0+230 路面緊靠山體，以山體沖溝為界（0+170），山體呈兩種類型[1]。

1.1 0+060—0+170 段開挖邊坡

沖溝下游（0+060—0+170）山體為人工開挖邊坡，現(xiàn)狀坡腳高程564.9m，坡頂高程635.3m，最大坡高70.4m，分7 級(jí)，單級(jí)坡高10m，坡間馬道寬1.5～4.0m。

1.2 0+170—0+230 段自然邊坡

此段邊坡為原道路自然邊坡，坡頂有1m 左右土料覆蓋層，下部均為巖石，邊坡坡度較陡，巖體呈倒立狀，巖石破碎，裂隙較大，雨后有石塊掉落，從路面至坡頂最大高度約15m。

2 開挖邊坡施工中存在問題及采取措施

2.1 存在問題

（1）在對(duì)已施工完畢的邊坡巡查中發(fā)現(xiàn)，高程604.9m馬道（卵石層邊坡頂）噴護(hù)混凝土出現(xiàn)裂縫（圖1），5 級(jí)黃土邊坡（高程604.9～614.9m）出現(xiàn)裂縫，對(duì)2 級(jí)邊坡采取了工字鋼應(yīng)急支撐措施。

（2）為確保水庫建成后安全運(yùn)行，確保庫區(qū)群眾通行安全，對(duì)左岸庫區(qū)道路0+060—0+230 段邊坡進(jìn)行滑坡治理。根據(jù)公路工程危險(xiǎn)性較大的單項(xiàng)工程和分部分項(xiàng)工程專項(xiàng)方案劃分，該工程屬于達(dá)到一定規(guī)模的危險(xiǎn)性較大的單項(xiàng)工程中第二項(xiàng)，即滑坡處理。

2.2 采取措施

本次對(duì)左岸庫區(qū)道路高邊坡施工提出的原則是“防雨排水、固腳、強(qiáng)腰、減載”，邊坡現(xiàn)狀如圖2 所示。

圖2 現(xiàn)狀邊坡

2.2.1 排水、防雨措施

邊坡治理施工前疏通截水天溝，采用土工膜覆蓋裂縫區(qū)域，避免雨水侵入，造成變形加劇，覆蓋范圍為樁號(hào)0+170—0+080 段，高程580～614.9m，見圖2 中A～B 區(qū)域。

2.2.2 固腳措施

底部1 級(jí)邊坡高程567.5～574.9m 采用固腳措施，固腳措施在高程567.5～574.9m 邊坡鋼筋混凝土防護(hù)。見圖2 中C～D 區(qū)域。在1 級(jí)邊坡溢0+003—溢0+020段采用鋼管架搭設(shè)1.5 寬安全通道，作為緊急撤離通道；在EL574.9 馬道溢0+008—溢0+020 段安全區(qū)設(shè)置緊急避險(xiǎn)處[2]。

2.2.3 強(qiáng)腰措施

2 級(jí)邊坡高程574.9～584.9m 采用強(qiáng)腰措施，結(jié)合工字鋼支架支撐支護(hù)措施，增設(shè)C25 鋼筋混凝土護(hù)坡，在高程584.9m 馬道增設(shè)混凝土壓頂，并在馬道設(shè)置φ80mm 鋼管樁，內(nèi)部填充細(xì)石混凝土，深度穿透滑裂面，增強(qiáng)抗滑能力。見圖2 中E～F 區(qū)域。

3、4 級(jí)邊坡高程為584.9～604.9m，設(shè)置C25 鋼筋混凝土框格護(hù)坡，框格間排距3m，在框格節(jié)點(diǎn)處設(shè)置6m長φ20M20 砂漿錨桿與鋼筋網(wǎng)連接，框格內(nèi)部填充生化袋綠化。

2.2.4 減載措施

高程585.9m 以上邊坡采用減載措施，清除不穩(wěn)定體，向山體沖溝（0+170）卸載刷坡，卸載土、石方通過沖溝挖甩運(yùn)走。確保沖溝雨水順利排出。減載邊坡根據(jù)地質(zhì)不同進(jìn)行防護(hù)處理，對(duì)于土質(zhì)邊坡開挖坡比1:0.75，坡面進(jìn)行噴草處理，噴護(hù)10cm，掛φ2mm 鍍鋅鐵絲網(wǎng)，孔徑90mm×90mm；卵石及巖石邊坡采用錨噴支護(hù)處理，布設(shè)φ20M20 砂漿錨桿，長度6m，梅花形布置，間排距3m，外露0.1m，掛φ8 鋼筋網(wǎng)@15×15cm，噴護(hù)C20混凝土，厚度10cm，并在坡面布設(shè)φ50PVC 排水管，孔深5m。

3 邊坡治理施工方案及施工工藝

3.1 土工膜覆蓋坡面防雨排水

針對(duì)現(xiàn)狀邊坡裂縫部位，施工前對(duì)0+170—0+080段、高程580.0～614.9m 范圍坡面采用土工膜覆蓋。土工膜采用兩布一膜，垂直坡面覆蓋，上下封口采用雙排土袋壓重固定。土工膜縱向接縫人工用棉線縫合。同時(shí)疏通截水天溝，于土工膜邊沿截?cái)噙吰屡潘疁?，邊坡馬道排水溝采用塑料布覆蓋，避免雨水侵入裂縫，變形加劇。土工膜采用50 裝載機(jī)通過溢洪洞下游道路運(yùn)至高程594.9m 處，人工搬至594.9m 平臺(tái)，向上覆蓋至614.9m 平臺(tái)，再向下滾放土工膜至580m 高程，進(jìn)行覆蓋作業(yè)。

3.2 底部1 級(jí)邊坡坡腳安全通道搭設(shè)

安全通道采用φ48 鋼管搭設(shè)，兩立桿間排距為1.5×1.5m，橫桿采用2m 短鋼管，橫桿與坡面錨桿焊接牢固，作為連墻件。橫桿上滿鋪竹架板，竹膠板每隔0.2m 設(shè)置?12 鋼筋一道，作為防滑措施。橫桿上設(shè)置1.5m 高臨邊防護(hù)。

3.3 2 級(jí)邊坡混凝土施工方法

混凝土澆筑采用自一端向另一端連續(xù)澆筑法，即從溢0+003 樁號(hào)向溢0-054 樁號(hào)澆筑，每倉寬度10m，高度方向分4 倉施工，模板斜長3m，按3m 分縫。最后一倉與馬道平臺(tái)一起澆筑。在澆筑第③倉時(shí)進(jìn)行鋼筋安裝?；炷寥雮}采用汽車泵，汽車泵停放在壓載平臺(tái)上。人工采用φ70 振搗棒振搗混凝土，最后一倉收面采用抹光機(jī)，保證平整度。在馬道平臺(tái)混凝土澆筑時(shí)，按排水溝尺寸制作模板，排水溝與馬道一次澆筑成型。澆筑完成及時(shí)采用土工布覆蓋，安排專人灑水養(yǎng)護(hù)。

3.4 高程604.9 以上邊坡不穩(wěn)定體卸載

（1）本次不穩(wěn)定體卸載范圍在高程604.9m 以上，樁號(hào)0+130—0+080 范圍。如采用0+000 處原施工道路，挖機(jī)需在高程604.9m 馬道（4m 寬）行走，形成施工動(dòng)載，不利于下部邊坡穩(wěn)定，故采取有0+170 處沖溝修筑施工道路至高程614.9m 進(jìn)行卸載作業(yè)。

（2）不穩(wěn)定體卸載先上后下，注意邊坡的開挖按設(shè)計(jì)坡比一次性開挖成型，避免重復(fù)開挖，多次擾動(dòng)邊坡。采用1 臺(tái)1.0m3反鏟自上而下分層挖甩，分層高度3m，卸載棄渣先堆放于沖溝下游坡腳，待卸載完成后，3.0m3裝載機(jī)配合1.0m3反鏟將棄渣裝車，運(yùn)至棄渣場，運(yùn)距1km。

3.5 3、4 級(jí)邊坡框格梁強(qiáng)腰

3、4 級(jí)邊坡高程584.9～604.9m 采用強(qiáng)腰措施，坡面設(shè)置框格梁護(hù)坡，框格尺寸3m×3m。結(jié)點(diǎn)處布設(shè)錨桿，錨桿為φ20，長度6m，外露0.1m，間排距3m×3m；框格梁采用C20 混凝土，內(nèi)部設(shè)置鋼筋。作業(yè)前沿馬道邊向內(nèi)50cm 處，搭設(shè)2m 高雙排φ48 鋼管安全防護(hù)排架，雙排立面用竹夾板滿鋪，最外側(cè)掛安全密目網(wǎng)，避免發(fā)生墜落。

3.6 5、6、7 級(jí)邊坡植草護(hù)坡

設(shè)計(jì)高程604.9m 以上邊坡采用噴草防護(hù)，客土厚度10cm，掛φ2mm 鍍鋅鐵絲網(wǎng)@90mm×90mm。采用鍍鋅棱形鐵絲網(wǎng)或高強(qiáng)塑料加強(qiáng)土工網(wǎng)，網(wǎng)孔規(guī)格為9cm×9cm。在土坡處用按1m×1m 間距梅花形布置錨杄和錨釘。錨釘長約15～40cm。掛網(wǎng)施工時(shí)采用自上而下放卷，相鄰兩卷鐵絲網(wǎng)（土工網(wǎng)）分別用綁扎鐵絲連接固定，兩網(wǎng)交接處至少要求有10cm 的重疊，錨釘每平方米不少于5 只。網(wǎng)與作業(yè)面保持一定間隙，并均勻一致。較陡巖面處，可用草繩按一定間隔纏繞在網(wǎng)上，以增加附著力，使客土厚度得到保證。

3.7 0+170—0+230 段埋石混凝土施工

本工程0+170—0+230 段道路邊坡防護(hù)設(shè)計(jì)為仰斜式C20 埋石混凝土擋土墻，設(shè)計(jì)底寬2.2m，頂寬2m，高度4.5～7m，坡比1：0.25，墻面設(shè)φ90mm 的PVC 排水溝，間排距3m，梅花形布置。此段擋土墻總長度60m，每10m 設(shè)一道分縫。

該段通過擋土墻施工模板采用翻轉(zhuǎn)模板、混凝土入倉采用汽車泵入倉、塊石添加采用反鏟配合人工添加。分倉高度斜面3m，與翻轉(zhuǎn)模板高度一致。采用跳倉法澆筑。

3.8 0+060—0+170 段路面恢復(fù)

混凝土在拌合站集中拌制，8m3混凝土運(yùn)輸車運(yùn)至現(xiàn)場，采用倒退法進(jìn)行澆筑，即從0+170 段向0+060 段澆筑，路邊采用20cm 寬鋼模板固定，保證道路寬度符合設(shè)計(jì)要求?；炷翝仓捎谜駝?dòng)梁振搗平整，抹面機(jī)收面，澆筑完成后及時(shí)覆蓋土工布，安排專人灑水養(yǎng)護(hù)。

4 監(jiān)測點(diǎn)布設(shè)及觀測方法

4.1 坡面位移監(jiān)測

施工過程中，根據(jù)施工現(xiàn)場情況，在每級(jí)馬道頂部及擋土墻的頂部布設(shè)測點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測。測點(diǎn)動(dòng)態(tài)控制，如測點(diǎn)破壞或被擋住及時(shí)補(bǔ)充。施工過程中，要保護(hù)好測點(diǎn)，若因施工破壞測點(diǎn)，應(yīng)立即補(bǔ)充布設(shè)測點(diǎn)。水平位移測點(diǎn)和垂直位移測點(diǎn)共用一個(gè)測點(diǎn)[3]。

4.2 深層位移監(jiān)測

多點(diǎn)位移計(jì)采用鉆孔法埋設(shè)，在儀器埋設(shè)部位開挖完成后按設(shè)計(jì)的孔向、孔深鉆孔，鉆孔孔徑φ110mm。鉆孔偏差應(yīng)小于3°，孔深比最深測點(diǎn)深1.0m，孔口保持穩(wěn)定平整，在鉆孔過程中應(yīng)記錄鉆進(jìn)深度，對(duì)巖芯進(jìn)行描述，作出鉆孔巖芯柱狀圖；在孔口水泥砂漿固化后，進(jìn)行封孔灌漿，水泥砂漿灰砂比為1：1，水灰比為0.5，灌漿壓力不大于0.5MPa，灌至孔內(nèi)停止吸漿時(shí)，持續(xù)10min 結(jié)束，確保最深測點(diǎn)錨頭處漿液飽滿。

4.3 裂縫觀測

裂縫一般產(chǎn)生在邊坡平臺(tái)和邊坡體邊緣。對(duì)坡面現(xiàn)有裂縫進(jìn)行編號(hào)并埋設(shè)觀測點(diǎn)，如果邊坡治理過程中坡面出現(xiàn)新裂縫則按照裂縫監(jiān)測要求布設(shè)觀測點(diǎn)。測點(diǎn)間沿裂縫的間距以20～30m 為宜。首先，在裂縫的兩邊穩(wěn)定土體內(nèi)各打一帶鐵釘?shù)哪緲?，并測量兩鐵釘?shù)木嚯x。由于一般的裂縫變形是微小而且蠕變的，本工程選擇游標(biāo)卡尺對(duì)邊坡的變形裂縫進(jìn)行監(jiān)測。采用游標(biāo)卡尺量測裂縫量測觀測點(diǎn)距離，如果裂縫變形增大，則裂縫量測觀測點(diǎn)距離增大，與初始觀測點(diǎn)距離比較，增大的數(shù)據(jù)作為所測邊坡裂縫增加的寬度。

4.4 監(jiān)測頻率

測點(diǎn)埋設(shè)后即開始監(jiān)測，監(jiān)測過程持續(xù)到擋墻墻后回填完成即可結(jié)束，監(jiān)測頻率按下表控制，變形量增大和變形速度加快時(shí)加大監(jiān)測頻率。暴雨期及雨后數(shù)天內(nèi)每天觀測一次，直至無明顯變化為止。監(jiān)測工作可在邊坡治理加固工程完成后六個(gè)月內(nèi)或當(dāng)年雨季結(jié)束后3 個(gè)月如無明顯位移可結(jié)束。

4.5 穩(wěn)定控制標(biāo)準(zhǔn)

邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)主要根據(jù)以下3 點(diǎn)進(jìn)行綜合判斷。

（1）最大位移速率小于2mm/d。

（2）隨著邊坡的治理位移速率呈收斂趨勢。

（3）坡面、坡頂有無開裂，裂縫的變化趨勢如何。

在實(shí)際監(jiān)測的過程中如果出現(xiàn)有上述一點(diǎn)或幾點(diǎn)現(xiàn)象時(shí)，都應(yīng)引起注意，及時(shí)對(duì)各項(xiàng)監(jiān)測內(nèi)容作綜合分析、比較，以進(jìn)一步討論邊坡的穩(wěn)定性，以便及早發(fā)現(xiàn)安全隱患情況，采取相應(yīng)的補(bǔ)救措施。

4.6 監(jiān)測安全管理

因邊坡監(jiān)測往往坡度較陡，且高度較大，監(jiān)測過程中的安全問題突出，因此，在進(jìn)行高邊坡監(jiān)測過程中必須重視監(jiān)測人員的安全問題。

5 結(jié)語

總而言之，在道路邊坡施工過程中，通過合理搭配一些植物，讓相同群落中的功能相似物種進(jìn)行結(jié)合，有效提高生態(tài)系統(tǒng)對(duì)環(huán)境變化的適應(yīng)能力。需要結(jié)合工程現(xiàn)場實(shí)際情況，采取相應(yīng)的施工工藝，做好施工過程管理和后期防護(hù)工作，改善道路整體條件。