李曉偉

(南方電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻發(fā)電有限公司運(yùn)行分公司，廣東 廣州 511400)

1 工程概況

廣州抽水蓄能電站(以下簡稱“廣蓄電站”)是我國自行設(shè)計(jì)的第一座高水頭、大容量抽水蓄能電站，位于廣州市從化區(qū)呂田鎮(zhèn)境內(nèi)，是配合大亞灣核電站安全運(yùn)行和解決華南電網(wǎng)填谷調(diào)峰的一座大型抽水蓄能電站。電站共安裝8臺30萬kW機(jī)組，總裝機(jī)容量240萬kW，分兩期建設(shè)，共用上、下水庫，單獨(dú)布置輸水系統(tǒng)、地下廠房及附屬洞室群，于2000年6月全部完工。廣蓄電站水庫庫岸的全、強(qiáng)風(fēng)化帶不深，弱風(fēng)化帶巖石堅(jiān)硬，雖斷裂發(fā)育，但斷層膠結(jié)較好，沒有較大的地質(zhì)構(gòu)造，地震基本烈度為Ⅵ度[1]。

廣蓄電站水庫庫岸邊坡塌方段位于廣蓄電站下水庫南側(cè)護(hù)堤，該邊坡為人工開挖而成，屬土質(zhì)邊坡，坡面裸露，坡面走向?yàn)闁|北—西南方向，坡面朝西北面向水庫，邊坡長度約30m，坡頂為535鄉(xiāng)道，是當(dāng)?shù)鼐用裰饕ㄐ械缆?，道路寬約5.5m，西南側(cè)坡度達(dá)到70°，局部甚至達(dá)到80°，坡高10m左右。東北側(cè)分兩級放坡，放坡平臺東北側(cè)與道路平齊，由東北向西南逐漸降低，平臺長約17m，寬約5m，坡度約15°，平臺下部漿砌石擋墻現(xiàn)狀較好，平臺上部至坡頂處漿砌石擋墻已破壞，崩塌處位于西南側(cè)未分級與東北側(cè)分級坡交界處(見圖1)。

圖1 水庫庫岸邊坡塌方狀況

由于長時(shí)間的道路上的雨水匯聚沖刷和浸泡，出現(xiàn)水土流失的同時(shí)土體強(qiáng)度降低，致使該處護(hù)堤處邊坡路旁水泥護(hù)墩與其下部漿砌石擋墻發(fā)生崩塌。崩塌處的擋墻已破壞，坡面基本裸露?？傮w上，塌方段坡度陡，高差較大。廣蓄電站日調(diào)節(jié)水庫運(yùn)行特性明顯，水庫水位變化頻繁、變幅大，給水庫庫岸邊坡塌方綜合治理方案的研究及實(shí)踐帶來了較大困難。

2 方案研究

2.1 方案原則

2.1.1 消除和減輕水庫水位變化沖刷的危害

崩塌的發(fā)生常和水的作用有密切的關(guān)系，水的作用，往往是引起崩塌的主要因素，因此，消除和減輕水對崩塌的危害尤其重要[2]。本塌方主要是由于水庫水位變化對坡腳的反復(fù)沖刷掏空，致使基底失穩(wěn)造成的。故本次處理需加強(qiáng)坡腳的防沖刷處理，在現(xiàn)狀坡腳設(shè)置石籠和漿砌片石護(hù)坡防止沖刷。減少滑塌區(qū)處理后內(nèi)部地表水的下淤積，保證填料的干燥狀態(tài)，保證路堤穩(wěn)定。

2.1.2 改善崩塌巖土體的力學(xué)強(qiáng)度

本工程崩塌屬淺層土質(zhì)崩塌，現(xiàn)狀反映其未進(jìn)行過相關(guān)的治理工作。崩塌治理時(shí)以最不利情況考慮。針對本崩塌規(guī)模與滑動面埋深的具體情況，提出了三方面的穩(wěn)坡措施：一是對坡面進(jìn)行適當(dāng)清理。二是通過一定的工程技術(shù)措施，改善邊坡巖土體的力學(xué)強(qiáng)度，提高其抗滑力，減小下滑力。常用的措施有：削坡減載、人工加固，如擋土墻、預(yù)應(yīng)力錨桿(索)等支擋、加固不穩(wěn)定巖土體、澆筑鋼筋混凝土抗滑樁等。三是為減小地表水的入滲，治理范圍內(nèi)部設(shè)置適當(dāng)?shù)呐潘こ?。達(dá)到有效截流，安全排放的目的。同時(shí)，需嚴(yán)格做好防滲止水處理，以防水流沿結(jié)構(gòu)體裂隙集中入滲。

2.2 方案設(shè)計(jì)

廣蓄電站下水庫庫岸公路邊坡塌段邊坡陡峭、跨度大，且?guī)彀哆吰孪虏恳蛩蛔兓?，淹沒時(shí)間長，施工難度較大，本邊坡現(xiàn)狀坡面上完全裸露，局部采取漿砌石擋墻支護(hù)，路基下?lián)鯄σ哑茐?，自穩(wěn)能力較差，宏觀分析認(rèn)為滑坡現(xiàn)狀仍處于欠穩(wěn)定—基本穩(wěn)定狀態(tài)，不能滿足長期穩(wěn)定要求，且邊坡位于下水庫南側(cè)護(hù)堤邊坡處，附近有村莊，從邊坡的規(guī)模與所處的地勢分析，邊坡一旦再次遭受連續(xù)強(qiáng)降雨，極易發(fā)生繼續(xù)崩塌，可能使535鄉(xiāng)道路面及路基下沉塌陷或斷裂。

項(xiàng)目前期設(shè)計(jì)方案考慮采用較為傳統(tǒng)的“混凝土擋墻+錨桿+框格梁”的型式，造價(jià)預(yù)算高、施工難度大、工程周期長，不完全契合廣蓄電站日調(diào)節(jié)水庫運(yùn)行特性，也不滿足當(dāng)?shù)鼐用癖M快安全通行的需求。為研究優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，通過查閱相關(guān)水文氣象、地形地質(zhì)資料及廣蓄電站下水庫多年水位-時(shí)間關(guān)系曲線，充分考慮廣蓄電站水庫調(diào)度及運(yùn)行特性，在施工圖設(shè)計(jì)階段對項(xiàng)目前期設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了技術(shù)優(yōu)化，研究出了一種“混凝土擋土墻[3]+泡沫輕質(zhì)土+漿砌石護(hù)邊坡+石籠護(hù)坡腳”的廣州抽水蓄能電站水庫庫岸邊坡塌方綜合治理方案，主要內(nèi)容為：邊坡底部采用石籠、拋石、松木樁結(jié)合的方式穩(wěn)定坡腳，且不受制于水庫水位，一定程度上可以水下施工；邊坡中部位于水位調(diào)節(jié)變化中可能淹沒的區(qū)域，依次采用混凝土擋墻、漿砌石護(hù)坡結(jié)構(gòu)，具有足夠穩(wěn)定性，能夠有效防護(hù)、消除水位漲落引起的邊坡沖刷；在邊坡上部采用泡沫輕質(zhì)土填充，既能發(fā)揮輕質(zhì)土自重輕、施工快捷、隔熱減震、耐壓性強(qiáng)等優(yōu)良特性[4]，又能避免其長期受水庫水浸泡(見圖2～圖6)。

圖2 庫岸邊坡塌方治理平面圖

圖3 庫岸邊坡塌方治理典型橫斷面圖(一)

圖4 庫岸邊坡塌方治理典型橫斷面圖(二)

圖5 庫岸邊坡塌方治理典型橫斷面圖(三)

圖6 庫岸邊坡塌方治理典型橫斷面圖(四)

2.3 方案特點(diǎn)

拆除既有破損漿砌片石擋墻，采用C20現(xiàn)澆混凝土恢復(fù)擋土墻，在擋土墻頂面至現(xiàn)狀道路高程范圍回填泡沫輕質(zhì)土，減小荷載自重，保證路堤穩(wěn)定。通過坡腳開挖提供施工所需的工作面，澆筑完墻體后對墻背下側(cè)用碎石進(jìn)行回填，碎石層頂面按照常水位以上50cm控制。碎石回填層頂面回填泡沫輕質(zhì)土，并在擋土墻頂面設(shè)置上部泡沫輕質(zhì)土C25混凝土基礎(chǔ)，設(shè)置面板后回填上部泡沫輕質(zhì)土。該方案可以起到良好的擋土及提高坡體穩(wěn)定的作用，具有形式簡單、施工方便、工期較短、防治效果好且較經(jīng)濟(jì)等特點(diǎn)。

3 工程實(shí)施

3.1 施工工序

廣蓄電站下水庫庫岸邊坡塌方綜合治理方案的主要施工內(nèi)容為打設(shè)松木樁、拋石籠、施工擋土墻、施工墻趾后護(hù)坡、輕質(zhì)土澆筑、恢復(fù)路面及附屬設(shè)施。

主要施工工序?yàn)椋菏┕?zhǔn)備→測量放線→清理表面→拆除破損漿砌片石擋土墻→拆除破損漿砌片石護(hù)坡→挖一般土方→打松木樁施工→石籠施工→混凝土擋墻施工→墻趾后漿砌石護(hù)坡施工→輕質(zhì)土澆筑施工→拆除原混凝土防撞欄→余方棄運(yùn)→恢復(fù)路面及綠化等附屬設(shè)施施工(見圖7～圖8)。

圖7 庫岸邊坡塌方治理施工工序圖(一)(單位：m)

圖8 庫岸邊坡塌方治理施工工序圖(二)

3.2 安全風(fēng)險(xiǎn)管控

該項(xiàng)目實(shí)際于2021年10月15日開工，2022年1月8日完工，較原計(jì)劃完工時(shí)間提前約4個月。在項(xiàng)目實(shí)施階段，尤為注意現(xiàn)場作業(yè)的安全風(fēng)險(xiǎn)管控，以確保作業(yè)安全。

為充分考慮當(dāng)?shù)鼐用褴囕v通行安全，提前與當(dāng)?shù)卮逦瘻贤ú⒏嬷涫┕^(qū)域、時(shí)間段及車輛慢行；在施工彎道前、后和100m前后，分別設(shè)置“前方施工、車輛慢行”標(biāo)識牌；施工人員穿反光背心，施工車輛?？吭跇?biāo)線涂畫側(cè)并粘貼反光警示標(biāo)識；在公路施工側(cè)安裝圍擋，圍擋外側(cè)設(shè)置反光路錐、張貼反光警示標(biāo)識及設(shè)置夜間警示燈。

4 效益分析

4.1 工程效益

通過優(yōu)化項(xiàng)目前期設(shè)計(jì)方案，使項(xiàng)目投資從原設(shè)計(jì)方案的350萬元降至139萬元，節(jié)省項(xiàng)目投資211萬元，節(jié)省60%；工期也提前了4個月，不僅盡早地滿足了當(dāng)?shù)鼐用竦陌踩ㄐ行枨?，而且避開了汛期的不利影響；項(xiàng)目完工至今已歷時(shí)一年多，綜合治理后的邊坡結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、運(yùn)行狀態(tài)良好，成效顯著，圓滿實(shí)現(xiàn)了項(xiàng)目的預(yù)期目標(biāo)。

4.2 社會效益

為民服務(wù)，增進(jìn)廠地感情。廣蓄電站下水庫庫岸公路塌方段為當(dāng)?shù)鼐用竦闹饕煌ǖ缆?，邊坡塌方后，路面由于臨時(shí)安全圍蔽束窄，致使原雙車道變?yōu)閱诬嚨?，給當(dāng)?shù)卮迕駛冃熊?、會車帶來了極大不便，項(xiàng)目完工后，路面得到修復(fù)，道路兩旁綠化進(jìn)行了提升，不僅便捷了民眾，助力當(dāng)?shù)剜l(xiāng)村振興，也同步提升了“廠容廠貌”“村容村貌”，項(xiàng)目的實(shí)施得到了群眾的充分認(rèn)可及高度評價(jià)。

4.3 生態(tài)效益

庫岸邊坡塌方后，受雨水沖刷和水庫水位漲跌影響，導(dǎo)致邊坡土壤被持續(xù)掏空，水土流失較嚴(yán)重。項(xiàng)目實(shí)施后，消除了水土流失風(fēng)險(xiǎn)，并對邊坡周邊裸露土壤進(jìn)行復(fù)綠，進(jìn)一步保持了水土，提升了綠化景觀。

5 結(jié) 語

根據(jù)廣蓄電站水庫庫岸邊坡塌實(shí)際情況，成功研究并實(shí)施了一種適用于抽水蓄能電站日調(diào)節(jié)水庫運(yùn)行特性的庫岸邊坡塌方綜合治理方案，不僅成功消除了日調(diào)節(jié)水庫水位變幅對庫岸邊坡長期持續(xù)沖刷的影響，而且有效解決了日調(diào)節(jié)水庫庫岸邊坡施工受水位變幅影響大等難點(diǎn)問題，可為后續(xù)類似工程的方案設(shè)計(jì)及實(shí)施提供借鑒。