高 磊
(山西省張峰水庫建設(shè)管理局,山西 晉城 048215)
隨著工農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的快速發(fā)展,水利事業(yè)成為我國保障工農(nóng)業(yè)經(jīng)濟穩(wěn)定快速發(fā)展的重要基礎(chǔ)事業(yè)。水利工程建設(shè)中,水工建筑物起著防洪、灌溉、發(fā)電、供水、航運等水資源綜合利用的作用。而滑坡危害常常對水工建筑物的施工與運行造成不可估量的破壞,因此防治滑坡對水工建筑物施工運行至關(guān)重要。在實際運用中要制定合理的施工方案,加強對水工建筑施工每個環(huán)節(jié)的有效控制,以防滑坡事故發(fā)生。
1995年瑞士布魯克集團首創(chuàng)了邊坡柔性防護技術(shù),提出鋼絲繩網(wǎng)和高強度鋼絲格柵主動加固系統(tǒng)、鋼絲繩網(wǎng)圍護系統(tǒng)、鋼絲繩網(wǎng)及環(huán)型網(wǎng)被動防護系統(tǒng)等在邊坡工程中的應(yīng)用。新西蘭的Brewery Greek滑坡加固方案利用密封的PVC虹吸管在不穩(wěn)定土層中虹吸排水。成都理工學(xué)院地質(zhì)災(zāi)害防治與地質(zhì)環(huán)境保護國家專業(yè)實驗室的張倬元提出,利用鍍鋅防銹腐鋼條帶或外包以環(huán)氧樹脂的金屬條帶以及非金屬加筋材料,如土工布、玻璃纖維、塑料等新型合成材料代替?zhèn)鹘y(tǒng)的金屬加筋材料來進行斜坡內(nèi)部加固,以防止金屬條帶銹蝕破壞影響滑坡防治措施的使用壽命,從而保障水工建筑物的安全。
水工建筑防滑坡雖然是建筑工程的重大問題,但常被忽視,導(dǎo)致嚴重的建筑物安全隱患。水工建筑物滑坡防治工作作為一項綜合工程,施工人員、建設(shè)結(jié)構(gòu)、施工質(zhì)量和建筑材料都起著至關(guān)重要的作用,因此在施工過程中需要高度重視滑坡危害,加強施工人員教育,采取防治措施,不斷提高施工及管理人員關(guān)于滑坡危害的危機意識。
水工建筑防滑坡設(shè)計中對于不同主體,地址環(huán)境要求各不相同,主要從建筑整體考慮防滑坡工程設(shè)計。設(shè)計時應(yīng)根據(jù)工程的重要程度和防水等級按照國家規(guī)定執(zhí)行標準,設(shè)計人員要按照建筑物的重要程度,分別對建筑防滑坡和耐用年限進行設(shè)計;然后按照建筑所處的環(huán)境進行有效的防滑坡設(shè)計,設(shè)計中要分清主次,分析計算所選地址對水工建筑物施工的影響,然后根據(jù)建筑工程的質(zhì)量和使用壽命以及材料等進行設(shè)計,以達到最佳效果。同時要利用地質(zhì)監(jiān)測得到的數(shù)據(jù)通過模型模擬以及數(shù)值模擬靈活變通比選最優(yōu)方案,最終得到最佳的防治滑坡設(shè)計。
相關(guān)資料表明,67%的滑坡是發(fā)生在基坑開挖時期,因此滑坡危害的防治在水工建筑物的施工階段尤為重要。對水工建筑進行優(yōu)化設(shè)計后還要通過合理的施工來實現(xiàn),也是防滑坡設(shè)計工程最主要的部分,運用新技術(shù)和新材料的應(yīng)用效果,這些都是通過優(yōu)質(zhì)的施工和全面的設(shè)計配合來體現(xiàn)的,施工成為水工建筑的關(guān)鍵。對于施工組織設(shè)計的好壞也是直接影響水工建筑物施工質(zhì)量的重要因素,嚴密的進行施工組織設(shè)計工作,能夠有效對施工組織設(shè)計進行控制,從而能很好地控制施工質(zhì)量。要嚴格進行施工管理,同時還要合理利用人才和物力,對水工建筑施工質(zhì)量進行嚴格把關(guān),確保施工質(zhì)量達到國家規(guī)范的標準要求,對建筑施工工作進行嚴密控制是減少滑坡影響的一個重要環(huán)節(jié)。同樣,施工中的有效監(jiān)測也是保障滑坡防治工程穩(wěn)定和安全的必要條件。
在對水工建筑施工前要做好工程設(shè)計圖的審查工作,對施工質(zhì)量進行有效控制,保證水工建筑的設(shè)計質(zhì)量,從而保證水工建筑的施工質(zhì)量。水工建筑施工完成后應(yīng)注意保護,防止一些不正當?shù)氖褂迷斐蓳p壞,當水工建筑出現(xiàn)輕微損壞時要及時進行維修,同時還要制定有效的維修措施,以提高水工建筑的使用壽命?;率鹿式y(tǒng)計中15%的滑坡發(fā)生在水庫蓄水時,18%發(fā)生在水庫運行期。因此,加強工程竣工后的維護和保養(yǎng)是完善滑坡治理的最終環(huán)節(jié)。
張峰水庫是以城市生活和工業(yè)供水、農(nóng)村人畜飲水為主,兼顧防洪、發(fā)電等綜合利用的大(二)型水庫樞紐工程。
經(jīng)設(shè)計勘察,張峰水庫施工區(qū)域地質(zhì)環(huán)境主要為下部基巖裸露,上部山脊部分被Q2pl淺黃、淡紅色低液限黏土層覆蓋。因此滑坡主要危害為斜坡上的危巖或局部不穩(wěn)定塊體。經(jīng)計算,在水庫正常蓄水水位下,巖質(zhì)岸坡處于部分飽水狀態(tài),無靜水壓力和地震影響時,穩(wěn)定系數(shù)為0.95;有地震影響時,岸坡穩(wěn)定系數(shù)為0.68,安全系數(shù)按1.25考慮,該段巖質(zhì)岸坡在飽水狀態(tài)下,處于不穩(wěn)定狀態(tài),會產(chǎn)生向沁河方向的順層滑動。有地震影響時,穩(wěn)定性更差。
以上伯侯滑坡體處理分部工程為例,滑坡體距大壩6 km,位于上伯侯村沁河左岸腰灣至下伯侯村之間的地段,兩側(cè)均發(fā)育較大的沖溝,沖溝將深切岸坡,左岸為沁河侵蝕河岸形成臨空面,侵蝕岸岸坡傾向NW,坡度20°~45°?;麦w順河方向長 180m,垂直河流方向?qū)?50m,滑床由粉砂巖和泥巖構(gòu)成,為階梯狀順層滑坡。通過削坡卸荷方法,削去滑坡體范圍內(nèi)高程779m以上滑體,降低滑體重心,降低下滑時引起的壩前浪涌高度,以保證大壩安全。
施工方法與工程量主要包括土石方開挖和回填。開挖邊坡1∶1.5,開挖量19.47萬m3,回填量22.29萬m3。土方開挖自上而下進行,石方開挖1∶0.5設(shè)計邊坡輪廓面采用預(yù)裂爆破法,以增加邊坡穩(wěn)定性。回填時采用后退法與進占法相結(jié)合的方法,碾壓采用進退錯距法,分層整體碾壓。
通過計算,滑坡體處理前滑坡體下滑在壩址處引起的涌浪高度為2.6m,超出大壩防浪墻頂23 cm,嚴重影響大壩安全。處理后滑坡體滑動后產(chǎn)生的涌浪高度為2m,在最高庫水位下仍低于防浪墻頂37 cm,有效消除了安全隱患,為整個水庫的安全穩(wěn)定運行提供了保障。
滑坡危害對水工建筑物施工以及運行的影響十分嚴重,今后應(yīng)繼續(xù)開發(fā)研究更好的新材料,結(jié)合科研院所研究得出的新技術(shù)積極大膽地應(yīng)用于實踐,同時提高水工建筑物的施工質(zhì)量和使用壽命,加強設(shè)計、施工、運行管理人員的相關(guān)意識,更好地消除滑坡危害給水工建筑物帶來的影響,以利于整個水利工程建設(shè)水平的提高。