我國水利水電工程高邊坡的加固與治理

■易 剛 ■江西恒發通信工程有限公司，江西 南昌 330000

邊坡穩定問題是水利水電工程中經常遇到的問題。邊坡的穩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 混凝土抗滑結構的應用

(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。抗滑樁開挖深度達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。抗滑樁開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節進行。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。沉井結構設計根據沉井的受力狀態、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，首部邊坡是穩定的，沉井在邊坡穩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。框架護坡具有結構物輕，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懸臂結構合理，可望提供較大的抗力。

2 錨固技術的應用

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。

3 減載、排水等措施的應用

(1)減載、壓坡，在有條件的情況下，減載壓坡應是優先考慮的加固措施。如天生橋二級水電站廠房高邊坡穩定分析結果表明，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，滑坡抗滑穩定安全系數提高約10%．烏江渡水電站庫區左岸岸坡距大壩約400m，有一石灰巖高懸陡坡構成的小黃崖不穩定巖體。滑坡下部軟弱的頁巖被庫水淹沒，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)，并相聯通，形成一個∪形環，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，改善邊坡穩定條件，提高邊坡穩定性。