狄 瑞

(新疆維吾爾自治區(qū)水利水電勘測設(shè)計研究院，新疆 烏魯木齊 830000)

目前我國正處在轉(zhuǎn)變發(fā)展方式、優(yōu)化經(jīng)濟結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)換增長動力的關(guān)鍵時期，從2019年李克強總理在南水北調(diào)工程工作會議上提出的“水利工程建設(shè)需求很大，很多項目已經(jīng)過長期論證。當前擴大有效投資要把水利工程及配套設(shè)施建設(shè)作為突出重點”工作要求可以預(yù)見，“十四五”時期，水利基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)仍處于快速上升發(fā)展的形勢。在各類水利樞紐、水庫、水電站工程建設(shè)當中，往往利用高陡邊坡的天然優(yōu)勢進行壩址選址，因而高邊坡穩(wěn)定性在建設(shè)中就顯得尤為重要，若在施工過程中發(fā)生邊坡失穩(wěn)情況，則會對整個工程造成嚴重的影響，耗去大量時間、精力和資金，有的甚至直接影響著工程能否建成運行。因此在開展高邊坡勘察設(shè)計工作時，嚴格質(zhì)量控制管理，確保設(shè)計成果質(zhì)量過硬，對保證工程高邊坡穩(wěn)定具有十分重要的作用。

1 高邊坡失穩(wěn)情況及原因分析

水利建設(shè)項目高邊坡工程建設(shè)是從勘察、設(shè)計到施工一個完整的系統(tǒng)工程，各環(huán)節(jié)緊緊相扣，哪個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題都可能導(dǎo)致邊坡失穩(wěn)?？辈煸O(shè)計作為工程項目建設(shè)的先導(dǎo)，并貫穿于建設(shè)全過程，對邊坡穩(wěn)定起關(guān)鍵性作用，因此以勘察設(shè)計環(huán)節(jié)為重點，總結(jié)分析導(dǎo)致高邊坡失穩(wěn)的因素和原因。

(1)因地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜及勘察設(shè)計周期不足等因素影響，未能進行深入詳細的地質(zhì)勘察工作，勘察成果與實際地質(zhì)條件有較大出入，造成后續(xù)設(shè)計方案有缺陷。如邊坡在開挖開口線時發(fā)現(xiàn)部分巖層產(chǎn)狀與原勘察成果不一致，按照原設(shè)計開挖邊坡可能形成切腳開挖，對邊坡穩(wěn)定造成不利影響。

(2)設(shè)計考慮不全面，造成邊坡的支擋、截水、排水等治理措施設(shè)計不合理，導(dǎo)致出現(xiàn)安全隱患。如邊坡部分段錨索設(shè)計布設(shè)數(shù)量不夠，導(dǎo)致邊坡部分段因沒有錨索的限制，加之雨水、積雪融化滲入造成邊坡產(chǎn)生裂縫。

(3)設(shè)計未根據(jù)實際情況對前期完成的邊坡穩(wěn)定和變形分析計算方法、設(shè)計參數(shù)、計算工況、安全系數(shù)及計算成果進行復(fù)核。如施工中發(fā)現(xiàn)大壩一側(cè)存在一段古河槽，且此段邊坡性質(zhì)為砂礫石，設(shè)計未進行復(fù)核分析，加大了繞壩滲漏的風險。

(4)設(shè)計單位技術(shù)交底不清或未對邊坡施工工序和方法提出嚴格要求，使得設(shè)計方案和實施標準要求難以得到落實和滿足，邊坡施工作業(yè)安全和質(zhì)量無法得到保障。如施工單位未按設(shè)計方法施工，使邊坡穩(wěn)定性不滿足要求；施工材料質(zhì)量不滿足設(shè)計要求，邊坡施工質(zhì)量不高；施工單位為提高建設(shè)進度，采取便捷施工方式，如采取爆破施工方式且未進行有效防護，形成不穩(wěn)定巖體；開挖后未及時封閉、支護，表部巖體卸荷松馳、軟化及風化作用，巖體產(chǎn)生變形；未按設(shè)計要求及時清理碎塊石、碎石土。

(5)其他因素，如因水位較高，使邊坡下部地層巖體軟化，導(dǎo)致強度下降；受雨雪、風化和冰凍侵蝕影響較重，使局部邊坡產(chǎn)生裂隙；水庫建成蓄水后，庫岸的砂礫石層經(jīng)水浸潤和水浪淘刷，容易造成砂礫石庫岸不穩(wěn)，產(chǎn)生坍塌。

2 邊坡失穩(wěn)防治措施建議

2.1 結(jié)合工程實際，提出技術(shù)可行、經(jīng)濟合理的設(shè)計方案有效防止邊坡失穩(wěn)

(1)混凝土擋墻方案?；炷翐鯄χ饕抢脫鯄Y(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和自身重量與抗沖強度，來阻擋滑落巖體的向下移動，有效避免高邊坡失穩(wěn)的措施。以某水利樞紐工程為例，該工程大壩左岸基巖裸露，左壩肩至廠房左岸之間的岸坡較陡，為Q3砂礫石層。為保證大壩施工期填筑安全及運行期安全，左壩肩至廠房左岸之間的Q3砂礫石邊坡采用開挖卸荷結(jié)合混凝土擋土墻處理措施，開挖邊坡1∶1，每10m設(shè)一馬道，馬道寬2m，馬道上設(shè)排水溝并設(shè)2m高混凝土擋土墻作攔護，攔擋可能沿坡面滑落的砂礫石或落石，保證大壩下游坡面安全。

(2)削坡-掛網(wǎng)-噴錨綜合支護方案。通過混凝土、鋼筋網(wǎng)、金屬錨桿的聯(lián)合使用，增大整體邊坡的承載力與結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，從而提升高邊坡本身結(jié)構(gòu)的強度，有效降低邊坡失穩(wěn)滑坡的風險。新疆某水庫大壩為碾壓式瀝青混凝土心墻壩，最大壩高80m。工程地震設(shè)防烈度為Ⅷ度。該工程高邊坡主要由西域礫巖組成，天然邊坡多為直立或倒坡，巖(土)體易在重力作用下及長期風化易產(chǎn)生卸荷崩塌。本工程針對軟巖巖性及物理力學特性，按穩(wěn)定坡削坡及護坡處理，進行削坡處理后形成穩(wěn)定邊坡。其后按照少開挖少鉆爆的設(shè)計原則，采取邊開挖邊支護的方式，為減少開挖面暴露時間為開挖完后應(yīng)立即采取噴混凝土預(yù)處理(C25，厚5mm)，預(yù)處理后坡面采用先掛網(wǎng)(掛網(wǎng)鋼筋直徑8mm，間排距200mm)，后噴混凝土(C25，厚100mm)，再設(shè)置自鉆式錨桿(長2.1m，入巖2.0m，直徑25mm，間、排距2m)方式進行永久支護，錨桿與鋼筋網(wǎng)需緊密連接。

(3)預(yù)應(yīng)力錨固方案。預(yù)應(yīng)力錨固是針對邊坡開挖后處于不穩(wěn)定的卸荷狀態(tài)，利用拉緊錨索的預(yù)應(yīng)力壓緊可能滑動的巖體，使其達到穩(wěn)定狀態(tài)。某水利樞紐壩址兩岸大部分基巖裸露，河谷呈不對稱的“U”型，右岸坡陡峻，坡高達500m，其中，壩頂以上坡高約350m，其穩(wěn)定性對工程的影響是極為重要的。在實地踏勘與測量的基礎(chǔ)上，判定在右岸高邊坡上存在少量不穩(wěn)定危巖體，本工程針對性地采用預(yù)應(yīng)力錨固方案。先對不穩(wěn)定體進行表層清理，再采用100T級、35m和40m長的預(yù)應(yīng)力錨索間錯布置，進行錨固處理，錨索間距5m×5m，布置錨索約550束，通過產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力，有效遏制不穩(wěn)定巖體的發(fā)展，確保邊坡穩(wěn)固。

(4)混凝土洞塞方案。主要針對邊坡基巖內(nèi)部受斷層影響，壩址區(qū)巖體完整性較差，存在軟弱結(jié)構(gòu)面的情況下的處理方案。如某水庫右岸高邊坡的斷層核部較寬，設(shè)計采用深度1.5m、高度2m(斷層核部高度)的混凝土洞塞進行封閉，邊壁設(shè)置2根4.5m長、直徑25mm、間距1.5m砂漿錨桿，斷層影響帶范圍配合進行10m深度的固結(jié)灌漿處理。

(5)排水防滲措施。滲水也是影響邊坡穩(wěn)定的一項重要因素，因此及時做好排水防滲對保證邊坡安全穩(wěn)定十分重要。工程建設(shè)時可以通過修建排水溝、設(shè)置排水孔進行邊坡排水。如某水庫工程在死水位以上的坡面上布設(shè)排水孔，排水孔孔深4m，孔徑5cm，間、排距3m，梅花形布置，孔向傾向坡外10°，用于防止水庫水位驟降時基巖滲水壓力對高邊坡穩(wěn)定的影響，確保高邊坡安全穩(wěn)定。

2.2 加強邊坡變形監(jiān)測

對主要建筑物建設(shè)施工、運行安全影響較大的高邊坡，各工程項目需加強邊坡變形監(jiān)測，通過監(jiān)測實時采集數(shù)據(jù)，及時、準確地對邊坡變形情況及穩(wěn)定狀態(tài)做出評價，以保證工程建設(shè)施工和運行安全。各工程可以根據(jù)實際情況，合理布設(shè)監(jiān)測點位和監(jiān)測儀器，如在邊坡坡面按照水平位移及沉降監(jiān)測點布置監(jiān)測斷面，動態(tài)掌握邊坡整體變形情況；錨桿及錨索位置設(shè)監(jiān)測點布設(shè)錨桿計、錨索應(yīng)力計等監(jiān)測儀器，觀測邊坡錨固情況來判斷其穩(wěn)定性。

2.3 提升質(zhì)量管理

(1)加強復(fù)核分析工作。由于地質(zhì)巖體的復(fù)雜性、多變性以及工程施工后開挖高度、邊坡地形和坡度的不斷變化。設(shè)計人員需時刻關(guān)注現(xiàn)場具體施工實施情況，出現(xiàn)變化時，應(yīng)結(jié)合監(jiān)測資料，對邊坡進行必要的穩(wěn)定性復(fù)核計算，研究分析確定目前邊坡處理方案的有效性。特別是通過復(fù)核發(fā)現(xiàn)方案不能滿足要求時，能夠及時提出針對性強的補充設(shè)計要求，真正做到邊坡動態(tài)設(shè)計。

(2)內(nèi)部加強質(zhì)量管理，勘察設(shè)計成果按校核、審查、審定分級從嚴把關(guān)，遇到重要邊坡設(shè)計方案和重大地質(zhì)問題等可以召開技術(shù)委員會進行內(nèi)部評審，實現(xiàn)事前指導(dǎo)、中間咨詢和結(jié)論評審，保證設(shè)計質(zhì)量過關(guān)；外部通過專家咨詢，對重大技術(shù)問題及專題研究報告進行指導(dǎo)、咨詢和論證，實現(xiàn)設(shè)計質(zhì)量全過程有效管控。

(3)加強溝通督促力度。各項目現(xiàn)場設(shè)計代表要發(fā)揮提醒和督促的作用，要求施工單位須按照設(shè)計方案、設(shè)計圖紙及施工規(guī)程規(guī)范開展施工作業(yè)。協(xié)助配合業(yè)主、監(jiān)理單位加強對施工作業(yè)過程的監(jiān)控，當發(fā)現(xiàn)不按設(shè)計施工、施工中存在安全、質(zhì)量等工程隱患時，及時提醒并強調(diào)施工作業(yè)要求，確保工程項目高邊坡施工質(zhì)量。

(4)不斷提高設(shè)計人員專業(yè)能力。特別是地質(zhì)人員，除要學習掌握水電工程勘察設(shè)計規(guī)程規(guī)范和技術(shù)標準，還可借鑒同類型工程，總結(jié)經(jīng)驗，豐富和發(fā)展專業(yè)知識，提高對地質(zhì)構(gòu)造、巖體結(jié)構(gòu)、坡體結(jié)構(gòu)及水文地質(zhì)條件的判別能力，能夠及時性、準確性、有效性地為設(shè)計人員提供準確的地質(zhì)參數(shù)。

3 結(jié)語

隨著我國大規(guī)模水利工程的建設(shè)，各類高邊坡的開挖高度、深度、方量等規(guī)模不斷增加，難度也越來越大?？辈煸O(shè)計作為工程建設(shè)的首要環(huán)節(jié)，其質(zhì)量至關(guān)重要，直接決定著工程質(zhì)量，勘察設(shè)計中的細小失誤都可能造成邊坡失穩(wěn)，因此更要充分認識到高邊坡勘察設(shè)計工作的重要性，在工程建設(shè)中實行動態(tài)設(shè)計、動態(tài)復(fù)核、動態(tài)調(diào)整，抓好設(shè)計質(zhì)量管理，嚴把質(zhì)量關(guān)，全方位提高勘察設(shè)計質(zhì)量，確保高邊坡工程安全、質(zhì)量。本文僅對水利建設(shè)項目高邊坡勘察設(shè)計管理工作進行了總結(jié)分析，內(nèi)容還有不足之處，希望能夠?qū)吰略O(shè)計管理工作者們有所借鑒。