木拱河水庫工程邊坡支護(hù)設(shè)計及分析

龔紅梅

（貴州中水建設(shè)管理股份有限公司，貴州 貴陽 550000）

近年來，我國水利水電工程建設(shè)數(shù)量不斷增多，水庫工程邊坡支護(hù)設(shè)計工作逐漸引起相關(guān)人士的關(guān)注。通過不斷加強(qiáng)水庫工程邊坡支護(hù)設(shè)計力度，能夠有效提高邊坡的穩(wěn)固性，降低水庫邊坡結(jié)構(gòu)失穩(wěn)現(xiàn)象的發(fā)生概率[1]。鑒于此，本文對木拱河水庫工程的邊坡支護(hù)設(shè)計進(jìn)行分析。

1 工程概況

木拱河水庫位于安順市普定縣馬官鎮(zhèn)木拱村，水庫所在河流——木拱河屬長江流域烏江水系烏江上游三岔河一級支流。壩址位于木拱村塔山坡，壩址以上集雨面積108.5 km2。工程區(qū)距普定縣城區(qū)12.5 km，距離化處鎮(zhèn)約7 km，壩址下游500 m青年隊有鄉(xiāng)村公路通過。水庫正常蓄水位1233.00 m，正常蓄水位以下庫容513萬m3；校核洪水位1234.60 m，總庫容588萬m3；死庫容171萬m3，興利庫容342萬m3，年供水量744萬m3，工程等別為Ⅳ等，工程規(guī)模為小（1）型。

2 水庫邊坡分布及等級

木拱河水庫開挖邊坡主要由趾板建基面開挖、溢洪道邊坡開挖、生態(tài)放空管進(jìn)出口開挖、左壩肩至泵站公路開挖、右壩肩至取水口公路開挖形成，趾板基礎(chǔ)開挖形成的最大邊坡高度約30 m，生態(tài)放空管進(jìn)出口最大開挖邊坡高度約35 m，溢洪道控制段最大開挖邊坡高度約35 m，左壩肩至泵站公路最大開挖邊坡高度約48 m，右壩肩至取水口公路最大開挖邊坡高度約8 m。根據(jù)邊坡開挖高度、邊坡所處位置及對建筑物安全和正常運用的影響程度等因素，結(jié)合《水利水電工程邊坡設(shè)計規(guī)范》（SL386－2007），本工程建筑物級別為4級，邊坡失穩(wěn)對水工建筑物具有一定危害，確定工程邊坡級別為5級，邊坡抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)見表1。

表1 邊坡抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)表

3 邊坡支護(hù)設(shè)計

3.1 趾板邊坡支護(hù)

水庫壩址區(qū)，左岸坡為順至斜向巖質(zhì)邊坡，右岸坡為逆至斜向巖質(zhì)邊坡，巖層產(chǎn)狀平緩，岸坡地形坡度較陡，大部分基巖裸露，現(xiàn)狀穩(wěn)定，河床及兩岸坡腳臺地覆蓋層厚1 m～5 m，自然邊坡整體較穩(wěn)定。

河床及岸坡趾板基礎(chǔ)開挖，1233 m高程以下為水下永久開挖邊坡，1233 m高程以上為水上永久開挖邊坡，設(shè)計開挖坡比均為1∶0.5，邊坡開挖后采取掛網(wǎng)噴錨支護(hù)處理。錨桿長4.5 m，直徑Φ25 mm，間排距3 m，掛Φ8 mm鋼筋網(wǎng)，間距200 mm，噴10 cm厚C20混凝土。

3.2 溢洪道邊坡支護(hù)

溢洪道邊坡自然地形坡度30°～50°，地表覆蓋層厚0.0 m～2.0 m，成份為粘土夾碎石、塊石，結(jié)構(gòu)稍密實，下伏基巖為三疊系中統(tǒng)關(guān)嶺組第一段第二層（T2g1-2）紫紅、灰綠等雜色泥巖夾不等厚泥質(zhì)白云巖，第三層（T2g1-3）灰至灰白色薄至中厚層泥質(zhì)白云巖、泥質(zhì)灰?guī)r夾泥巖，巖層產(chǎn)狀傾右岸，傾角3°～10°，與山體構(gòu)成順至切向坡，自然邊坡穩(wěn)定。根據(jù)上述情況，溢洪道分三段開挖。

第一段:引渠段及樁號溢0+000.00-0+022.00段，坡高在15 m到30 m之間，使用階梯式削坡，開挖坡比1∶0.5，并按每10 m高設(shè)一級馬道，馬道寬2.0 m，內(nèi)側(cè)設(shè)置排水溝。巖質(zhì)邊坡開挖完畢后，使用掛網(wǎng)噴錨支護(hù)進(jìn)行處理，錨桿長度4.5 m，直徑25 mm，間排距3 m，掛Φ8 mm鋼筋網(wǎng)，間距 200 mm，噴10 cm厚C20混凝土，噴混凝土部位鉆設(shè)間距3.0 m×3.0 m的排水孔。

第二段:樁號溢0+022.00-0+065.00段，覆蓋層較厚且坡頂是上壩公路，使用框格梁種草護(hù)坡。

第三段:樁號溢0+065.00-0+173.85段，坡高均在10 m以下，且大部分為土質(zhì)邊坡，采用草皮護(hù)坡。

3.3 生態(tài)放空工程進(jìn)出口邊坡支護(hù)

進(jìn)口段:地表覆蓋層厚2.0 m～5.0 m之間，結(jié)構(gòu)比較松散，局部呈現(xiàn)架空現(xiàn)象，基巖為T2g1-2泥頁巖夾不等厚泥質(zhì)白云巖，巖層傾向右岸偏下游，傾角6°左右。出口段:地表覆蓋層厚0.0 m～1.00 m之間，基巖為T2g1-3灰至灰白色薄至中厚層泥質(zhì)白云巖、泥質(zhì)灰?guī)r夾泥巖，巖層傾向右岸偏下游，傾角6°左右，巖體節(jié)理裂隙發(fā)育，巖體完整性較差。

生態(tài)放空工程進(jìn)出口邊坡:坡高10.0 m～35.0 m，巖體強(qiáng)風(fēng)化深度大，坡體易產(chǎn)生滑塌，采取階梯式削坡，開挖坡比巖基為1∶0.5，覆蓋層為1∶1，并按每10 m高設(shè)一級馬道，馬道寬2.0 m，內(nèi)側(cè)設(shè)置排水溝。邊坡開挖后采取掛網(wǎng)噴錨支護(hù)處理。錨桿長3.0 m，直徑Φ22 mm，間排距2 m，掛Φ8 mm鋼筋網(wǎng)，間距200 mm，噴10 cm厚C20混凝土，噴混凝土部位鉆設(shè)間距3.0 m×3.0 m的排水孔。邊坡開挖外側(cè)，合理設(shè)置截水溝，攔截坡外雨水并排走[2]。

3.4 左壩肩至泵站公路邊坡支護(hù)

左壩肩至泵站公路開挖邊坡高8.0 m～48.0 m，巖體強(qiáng)風(fēng)化深度大，坡體易產(chǎn)生滑塌，采取階梯式削坡，開挖坡比巖基為1∶0.5，覆蓋層為1∶1，并按每10 m高設(shè)一級馬道，為滿足施工要求，1255.50 m高程馬道樁號L0+083.297～0+145.100段寬5.0 m，樁號L0+145.100之后漸變?yōu)? m，其余馬道寬均為2.0 m，馬道內(nèi)側(cè)設(shè)置排水溝。邊坡開挖后，采用掛網(wǎng)噴錨支護(hù)處理。錨桿長4.5 m，直徑Φ25 mm，間排距3 m，掛Φ8 mm鋼筋網(wǎng)，間距200 mm，噴10 cm厚C20混凝土，噴混凝土部位鉆設(shè)間距3.0 m×3.0 m的排水孔。邊坡開挖范圍以外設(shè)置截水溝，攔截坡外雨水并排走。各級馬道內(nèi)側(cè)布置排水溝，引流雨水、坡積水到坡外的截水溝。

3.5 右壩肩至取水口公路邊坡支護(hù)

右壩肩至取水口公路開挖邊坡高5.0 m～8.0 m，開挖坡比1∶0.5。邊坡開挖后坡腳使用M7.5漿砌石擋墻護(hù)腳，擋墻高度為2.0 m；坡面采取掛網(wǎng)噴錨支護(hù)進(jìn)行綜合處理[3]，錨桿長3 m，直徑Φ22 mm，間排距2 m，掛Φ8 mm鋼筋網(wǎng)，間距200 mm，噴10 cm厚C20混凝土，噴混凝土部位鉆設(shè)間距3.0 m×3.0 m的排水孔。

4 穩(wěn)定分析

（1）趾板開挖邊坡。趾板基礎(chǔ)開挖后兩側(cè)邊坡高5 m～30 m，兩岸巖體穩(wěn)定性較好，開挖過程中未出現(xiàn)大規(guī)模滑坡、垮塌。但因強(qiáng)風(fēng)化巖體裂隙較發(fā)育，力學(xué)性質(zhì)較差，邊坡開挖坡度較陡，若不進(jìn)行邊坡處理，水庫蓄水后，受到庫水浸泡的影響，邊坡局部可能失穩(wěn)，將對趾板造成一定程度的損害。通過開挖邊坡表層治理，現(xiàn)狀邊坡穩(wěn)定。

（2）溢洪道開挖邊坡。溢洪道開挖邊坡高6 m～35 m，邊坡整體穩(wěn)定性能好，開挖過程中未出現(xiàn)大規(guī)模滑坡、垮塌。但因強(qiáng)風(fēng)化巖體裂隙較發(fā)育，力學(xué)性質(zhì)較差，邊坡開挖坡度較陡，如果不進(jìn)行有效處理，長期風(fēng)吹日曬，邊坡局部可能失穩(wěn)。結(jié)合溢洪道的實際開挖情況，分三段對邊坡采取不同的措施治理后，現(xiàn)狀邊坡穩(wěn)定。

（3）生態(tài)放空工程進(jìn)出口開挖邊坡。通過開挖邊坡表層治理，現(xiàn)狀邊坡穩(wěn)定。

（4）左壩肩至泵站公路開挖邊坡。通過開挖邊坡表層治理，現(xiàn)狀邊坡穩(wěn)定，有效保障了公路通行、過往車輛及行人安全。

（5）右壩肩至取水口公路開挖邊坡。通過開挖邊坡表層治理，現(xiàn)狀邊坡穩(wěn)定。

5 結(jié)語

通過對木拱河水庫工程邊坡支護(hù)進(jìn)行設(shè)計，例如對趾板、溢洪道、生態(tài)放空工程進(jìn)出口、左壩肩至泵站公路、右壩肩至取水口公路等部位采取掛網(wǎng)噴錨支護(hù)處理、草皮護(hù)坡、階梯式削坡等邊坡穩(wěn)定措施，為木拱河水庫提供安全的施工及運行環(huán)境，經(jīng)邊坡穩(wěn)定性分析，文中提出的各階段邊坡支護(hù)設(shè)計均滿足工程要求。