■易 剛 ■江西恒發(fā)通信工程有限公司,江西 南昌 330000
邊坡穩(wěn)定問題是水利水電工程中經常遇到的問題。邊坡的穩(wěn)定性直接決定著工程修建的可行性,影響著工程的建設投資和安全運行。高邊坡的地質構造往往比較復雜,影響滑坡的因素也很多,因此,我國廣大水電科技人員在與滑坡災害作斗爭的過程中,不斷總結經驗教訓,積極開展科技攻關,總結出了一整套水電高邊坡工程勘測、設計和施工新技術。
(1)混凝土抗滑樁由于能有效而經濟地治理滑坡,尤其是滑動面傾角較緩時,其效果更好,因此在邊坡治理工程中得到了廣泛采用??够瑯堕_挖深度達3~4m后,在井壁噴30~40cm厚的混凝土。對巖體較好的井壁采用打錨桿、噴錨掛網的方法進行支護,噴混凝土厚度10~15cm.對局部塌方部位增設鋼支撐??够瑯堕_挖到設計要求深度后,進行鋼筋綁扎和鋼軌吊裝。混凝土澆筑采用水下混凝土的配合比,由拌和樓拌和,混凝土罐車運輸直接入倉,每小時澆筑厚度控制在1.5m內,特別是在滑動面上下4m部位,還需下井進行機械振搗。在澆到離井口5~7m時,要求分層振搗。每個井口設兩個溜斗,溜管長度為10~14m,管徑25cm.抗滑樁的建成,對樁后坡體起到了有效的阻滑作用。
(2)混凝土沉井。沉井是一種混凝土框架結構,施工中一般可分成數(shù)節(jié)進行。在滑坡工程中既起抗滑樁的作用,有時也具備擋土墻的作用。沉井結構設計根據(jù)沉井的受力狀態(tài)、基坑的施工條件和沉井的場地布置等因素決定,沉井結構平面呈“田”字形,井壁和橫隔墻的厚度主要由滿足下沉重量而定。井壁上部厚80cm,下部厚90cm;橫隔墻厚度為50cm,隔墻底高于刃腳踏面1.5m,便于操作人員在井底自由通行。沉井施工包括平整場地、沉井制作、沉井下沉、填心4個階段。下沉采用人工開挖方式,由人力除渣,簡易設備運輸,下沉過程中需控制防偏問題,做到及時糾正。合理的開挖順序是:先開挖中間,后開挖四邊;先開挖短邊,后開挖長邊。沉井就位后清洗基面,設置φ25錨桿(錨桿間距為2m,深3.5m),再澆筑150號混凝土封底,最后用100號毛石混凝土填心。沉井工程建成至今,已經受了多年的運行考驗。目前,首部邊坡是穩(wěn)定的,沉井在邊坡穩(wěn)定中的作用是明顯的。
(3)混凝土框架和噴混凝土護坡,混凝土框架對滑坡體表層坡體起保護作用并增強坡體的整體性,防止地表水滲入和坡體的風化??蚣茏o坡具有結構物輕,材料用量省,施工方便,適用面廣,便于排水,以及可與其他措施結合使用的特點。
(4)混凝土擋墻,混凝土擋墻是治坡工程中最常用的一種方法,它能有效地從局部改變滑坡體的受力平衡,阻止滑坡體變形的延展。
(5)錨固洞,在漫灣水電站邊坡工程中,采用各種不同斷面的錨固洞64個,形成較大的抗剪力。在左岸邊坡滑坡以前,已完成2m×2m斷面小錨固洞18個,每個洞可承受剪力9000kN.此外,還利用地質探洞回填等增加一部分剪力。由于錨固洞具有一定的傾斜度,防止了混凝土與洞壁結合不實的可能性,同時采取洞樁組合結構的受力條件遠較傳統(tǒng)懸臂結構合理,可望提供較大的抗力。
采用預應力錨索進行邊坡加固,具有不破壞巖體,施工靈活,速度快,干擾小,受力可靠,且為主動受力等優(yōu)點,加上坡面巖體抗壓強度高,因此,在天生橋二級、漫灣、銅街子、三峽、李家峽等工程的邊坡治理中都得到大量應用。內錨頭不再是灌漿錨固端,而是置于廊道內的墩頭錨或雙向施加張拉的預應力錨。這類加固方式將排水和錨固結合起來,減少了約占錨索長度1/3~1/4的內錨固段,是一種理想的加固形式。預應力錨桿也是常見的一種加固形式。
(1)減載、壓坡,在有條件的情況下,減載壓坡應是優(yōu)先考慮的加固措施。如天生橋二級水電站廠房高邊坡穩(wěn)定分析結果表明,滑坡體后緣受傾向SE的陡傾巖層影響,將向S(24°~71°)E方向滑動。該方向與滑坡前緣滑移方向有近20°~60°的夾角,將部分下滑力傳至滑坡體前緣及治坡建筑物上,對滑坡整體的穩(wěn)定不利,因此能有效控制后坡滑移也就能減緩整體滑坡。在滑坡體后緣覆蓋層最厚的部位,在保證施工道路布置的前提下,盡量在后緣減載。第一次減載14萬余m3,至610m高程,第一次減載后,滑動速度明顯降低。緊接著再減載12萬余m3,至600m高程。兩次減載共26萬余m3,滑坡抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)提高約10%.烏江渡水電站庫區(qū)左岸岸坡距大壩約400m,有一石灰?guī)r高懸陡坡構成的小黃崖不穩(wěn)定巖體?;孪虏寇浫醯捻搸r被庫水淹沒,地表上部見有多條陡傾角孔縫狀張開裂隙,最大的水平延伸長度達200m,縱深切割190m.4年多的變形觀測結果表明,裂隙頂部最大累計沉陷量達171.1mm,最大累計水平位移量達56.0mm,估計可能滑動的體積約50~100萬m3.為保證大壩的安全,對小黃崖不穩(wěn)定巖體先后進行了兩次有控制的洞室大爆破,共爆破石方20.8萬m3.從處理后的變形資料可以看出,已達到了削頭、壓腳、提高巖體穩(wěn)定性的目的。
(2)排水、截水,地表水滲入滑坡體內,既增加滑坡體的重量,增加滑動力,又降低了滑動面上巖層的內摩擦力,對滑坡體的穩(wěn)定是不利的。對于滑坡體以外的山坡上的地表水,采取層層修建攔水溝、排水溝的方法排水。在坡體范圍內的地表水,對開裂的地方用黃土封堵,低洼積水地方用廢碴填平,順地表水集中的地方設排水溝排走地表水。如天生橋二級水電站廠房邊坡工程治理中總共修建攔水溝、排水溝近10km.地下水的排除采取在滑坡體的后緣開挖總長384m的兩條排水洞(距滑動面以下5~10m),并相聯(lián)通,形成一個∪形環(huán),在排水洞內再設排水孔,把滑動體內地下水引入排水洞。為此,三峽船閘高邊坡采用地表截、防、排水與地下排水相結合的綜合排水方案,以地下排水為主,地表截、防排水為輔,有機結合,通過截、防、導、排,盡可能降低邊坡巖體地下水位,減小滲水壓力,改善邊坡穩(wěn)定條件,提高邊坡穩(wěn)定性。