水電站廠內(nèi)交通專用公路路基高邊坡防護技術

郭貴兵

（中國水利水電第八工程局有限公司，湖南 長沙 410000）

某水電站位于湖南地區(qū)，地處深山峽谷，位置偏遠，位于河流上游。該水電站的廠內(nèi)交通專用公路主要位于縣境內(nèi)，起于大山谷的東側(cè)，止于該地區(qū)大江大橋左岸。這條廠內(nèi)交通專用公路全長57km，具有較為復雜的地質(zhì)和地形條件，其沿線高邊坡工程涉及到眾多的影響因素，工程量龐大。這條廠內(nèi)交通專用公路是聯(lián)系水電站以及外部的重要通道，從開工以來，這條公路有過多次的高邊坡的事故，滑坡坍塌影響較大，造成嚴重經(jīng)濟損失。

1 某水電站專用公路地質(zhì)條件情況

1.1 地形地貌情況

在該廠內(nèi)交通專用公路的工程區(qū)域中，河流由南向北的流向，并且位置上基本處于平行狀態(tài)，兩者被大山分割開來。專用公路的路線始于河畔，最終到達江邊。在工程區(qū)域內(nèi)具有較為復雜的地貌情況，地貌類型主要有河谷、峽谷區(qū)以及侵蝕構造中高山區(qū)等。

1.2 區(qū)域地質(zhì)構造

該工程具有較為復雜的區(qū)域地質(zhì)構造，總體呈現(xiàn)近南北向展布，并且存在一定的斷裂發(fā)育。區(qū)內(nèi)的褶皺被巖漿巖侵吞或是被斷層破壞，但通常其形態(tài)都比較隱匿，導致形跡不是十分明顯。在構造區(qū)內(nèi)，斷裂發(fā)育現(xiàn)象較為常見，存在較多的斷層，其中大多數(shù)都為近南北向展布的斷裂帶。

在專用公路區(qū)域內(nèi)，背斜以及倒轉(zhuǎn)背斜是最為主要的兩個褶皺，分布在山頂。由于斷層破壞以及巖漿巖侵吞，這兩個褶皺具有較為隱匿的形態(tài)，軸部處出漏短小，而東翼則完全消失，而在西翼處，雖然沒有像東翼一樣完全消失，但其形跡也是十分隱匿。在江河谷左岸處，斷層西部具有單斜構造的古生代地層，并且傾斜向西，整個巖層傾角較大，大于45°。

1.3 水文地質(zhì)氣候

該工程地處亞熱帶氣候區(qū)，在夏季和秋季的時候，具有較為充足的水汽，降水量通常較大，也經(jīng)常性遇到持續(xù)性大雨以及暴雨。在大江處，支流數(shù)量相對較多，平常時期水流通常較小，當雨季來臨時，河水呈現(xiàn)較猛的上漲趨勢，甚至出現(xiàn)洪水泥石流現(xiàn)象。在公路沿線主要有基巖裂隙水、巖溶水、第四系孔隙潛水等類型的地下水。只有在大江西側(cè)的部分地區(qū)中存在遠距離補給的巖溶水類型地下水。由于工程所在地處于高原氣候區(qū)，受到較強的西南季風以及高空西風環(huán)流的影響，呈現(xiàn)出寒暑差異較小而干濕季節(jié)明顯的特點。

1.4 不良地質(zhì)現(xiàn)象

該水電站廠內(nèi)交通專用公路經(jīng)過的地區(qū)常出現(xiàn)的不良地質(zhì)現(xiàn)象，主要是以落石為主要特征的崩塌、以石流、水土等為主要特征的泥石流、以小規(guī)模滑溜和滑塌為主要特征的滑坡等。在工程的斜坡地段通常具有3～10m的基巖卸荷松動層厚度，1～8m之間的風化層厚度，上述不良地質(zhì)情況對專用公路的路基邊坡開挖以及結(jié)構物基礎開挖產(chǎn)生嚴重的不良影響。

2 專用公路高邊坡加固治理措施分析

在高邊坡防護工程中，要解決的重點問題在于平衡邊坡穩(wěn)定性以及工程成本二者之間的關系，通過最為經(jīng)濟的方法來保證工程建筑物的邊坡具有足夠的可靠性和穩(wěn)定性。在高邊坡防治中，其原則在于結(jié)合工程具體情況并加以綜合分析，最終確定處于臨界穩(wěn)定狀態(tài)、欠穩(wěn)狀態(tài)以及失穩(wěn)狀態(tài)的邊坡，采取科學合理的防治措施來保證其穩(wěn)定性，從而使邊坡具有一定的穩(wěn)定程度。本文著重對以下幾種高邊坡加固措施進行總結(jié)與探討。

2.1 加強錨固加固治理

在高邊坡加固治理過程中，錨固技術的主要原理在于將錨桿受拉桿件一端在指定的高邊坡位置處進行一定的加固，然后將錨桿受拉桿件另一端在周邊的建筑體上進行加固，這樣二者就能分擔協(xié)同承受由于各種荷載而產(chǎn)生的拉力以及壓力。而在實際的專用公路高邊坡加固治理過程中，要結(jié)合具體的實際情況來采取適宜的錨固加固技術。例如，采用預應力錨固技術過程中，首先要在高邊坡深層內(nèi)部結(jié)構中安裝固定錨索裝置，從而有效分散高邊坡力度。除此之外，還可以有效結(jié)合混凝土澆筑以及其他高邊坡加固處理措施，從而完善錨固加固技術，更大程度地提高邊坡穩(wěn)定性。

而在實際的錨固加固過程中，要與工程實際相結(jié)合，按照先內(nèi)后外的順利來進行處理，避免由于施工沖突而造成的返工等問題。在高邊坡防護治理過程中，如果采用錨桿加固與混凝土噴射相結(jié)合的方法，要在混凝土噴射前將高邊坡表面結(jié)構清理干凈，并且根據(jù)具體的設計要求來有效控制混凝土平整度以及厚度，為了保障錨孔鉆洞具有準確的位置，要提前進行測量放線，從而給后續(xù)的高邊坡加固治理提供準確的參照。在鉆孔過程中，要對鉆孔參數(shù)進行有效控制，保證其數(shù)值偏差處于可承受范圍內(nèi)，并且選擇良好的地層狀態(tài)，在材質(zhì)以及型號方面，選擇較為適宜的錨索材料。在開展錨孔注漿作業(yè)之前要檢查漿體材料的質(zhì)量情況，確保其屬性質(zhì)量能夠滿足相關要求和標準。

2.2 混凝土結(jié)構加固措施

（1）混凝土沉井結(jié)構。提前將高邊坡場地進行充分的平整處理，為后續(xù)沉井下沉提供保障，結(jié)合工程中具體的實際情況，例如高邊坡的結(jié)構分布等，制作規(guī)格和種類符合要求的混凝土沉井，如圓形沉井、階梯形沉井等。在沉井作業(yè)過程中，在井壁維護結(jié)構下進行挖土作業(yè)，從而使得沉井在自重作用下逐漸下沉，直至到達指定位置。在沉井下沉中，要注意控制角度和速度。

（2）混凝土擋墻結(jié)構。在專用公路加固防護過程中選擇較為適宜的位置來加強排水與基礎處理作業(yè)，隨后進行混凝土現(xiàn)澆作業(yè)，修建具有一定高度和厚度的混凝土擋墻，將其作為滑體下滑時高邊坡圍擋結(jié)構。

2.3 減載以及排水加固措施

（1）減載加固措施。減載加固是指對活動性過高或者穩(wěn)固性較差的地段中的巖石進行處理，將周邊的碎巖進行清理，尤其是高邊坡上的土體。對這些地段進行清理工作，目的是減輕這些高邊坡結(jié)構整體上的重力以及碎巖等雜質(zhì)所帶來的壓力，以此來降低坡體發(fā)生滑坡的可能性。另一方面，通過對清理下來的巖土進行利用，將其集中地堆放于高邊坡部分的前源的阻滑部分當中，既可以對高邊坡的滑坡現(xiàn)象進行控制，又可以節(jié)省人力物力，讓這些清理下來的巖土得到合理的利用。

（2）排水加固治理措施。排水加固是指采用修建集水井或者挖截水溝與排水溝等方式進行排水，排出一些高邊坡地段中分布的地下水，以此來使地下水位盡可能降低的治理措施。在一些地理環(huán)境和位置特殊的區(qū)域，如果不提前處理好防水問題，在遇到雨雪天氣時地下水的穩(wěn)定性降低，就很可能會出現(xiàn)安全隱患。

2.4 柔性防護系統(tǒng)

由于施工時坡體被挖開，可能會造成邊坡的應場力因為卸荷而產(chǎn)生重新分布的情況，這種情況可能會導致坡體出現(xiàn)變形。由于某水電站所在的路段的坡高度較大，而且遇到的橫坡大多較為陡峭，一旦遇到暴雨天氣，就很容易出現(xiàn)山體滑坡，十分危險。因此，在這種地區(qū)宜采用柔性防護系統(tǒng)進行防護，可以更加有效地治理滑坡現(xiàn)象，柔性防護系統(tǒng)的優(yōu)點在一些破碎巖石較多、更容易發(fā)生滑坡滾石事件的地段尤其顯著。

（1）柔性防護的系統(tǒng)組成和原理。所謂的柔性系統(tǒng)是指“主要組成部分為鋼繩組成的網(wǎng)絡，能夠?qū)r石所具有的動能轉(zhuǎn)化為整個鋼繩組成的網(wǎng)絡系統(tǒng)中的可變性能的系統(tǒng)”。柔性防護系統(tǒng)主要用于預防或減輕坡面落石所帶來的潛在危害，目的是增強安全性。整個柔性防護系統(tǒng)由兩部分構成，即被動防護與主動防護兩個部分，被動防護也就是對落石進行攔截，而主動防護則是被覆。這兩個防護部分可以合并在一起使用，也可以根據(jù)實際情況分開使用。主動防護系統(tǒng)即在已經(jīng)固定好的支撐繩與錨桿的基礎上，再安裝具有張力的鋼繩組成的網(wǎng)絡，以此來使邊坡的支撐更加穩(wěn) 固。而被動防護則是一整個系統(tǒng)，包括減壓環(huán)、鋼柱以及鋼繩等，一旦由落石撞擊防護網(wǎng)，柔性網(wǎng)的作用就是將落石的局部集中力量向四周進行傳遞，使整個防護網(wǎng)受力均勻，從而增加防護作用及防護網(wǎng)壽命。

（2）工程應用。在選用組合方式的時候，要綜合考慮到各方面的因素，例如施工地段的地形地貌，邊坡是否穩(wěn)定以及坡面的危石的分布情況等，根據(jù)實際情況合理地選用柔性防護的組合方法。例如在某水電站的一部分專用公路地段，地形十分復雜，邊坡較為陡峭，而邊坡的下方就是公路，這本身就存在著一定的危險性，再加上坡面如果存在風化現(xiàn)象并且這種現(xiàn)象不斷惡化，嚴重時可能會造成一部分坡面的剝落現(xiàn)象或出現(xiàn)淺層坍塌的情況，落石的可能性大大增加。

3 結(jié)語

水電站廠內(nèi)交通專用公路是連接水電站與外界的重要通道，工程區(qū)域都處于較為復雜的地質(zhì)條件內(nèi)，導致高邊坡處理具有一定的困難和復雜性。為此，首先要充分明確工程區(qū)域的地貌、地形情況、區(qū)域工程地質(zhì)條件情況等，在此基礎上綜合評估高邊坡的穩(wěn)定性，從而采取最為科學合理的防護措施。