侯家峪水庫工程左岸邊坡防護與治理技術研究與應用

陳虎

（中國水電建設集團十五工程局有限公司，陜西 西安 710065）

1 工程概況

韓城市侯家峪水庫是一座具有村鎮居民生活供水和農業灌溉功能的Ⅳ等小（1）型水利樞紐工程。庫區道路位于大壩左岸，起點位于大壩左壩肩，主要解決庫區群眾的對外交通任務。庫區道路0+060—0+230 路面緊靠山體，以山體沖溝為界（0+170），山體呈兩種類型[1]。

1.1 0+060—0+170 段開挖邊坡

沖溝下游（0+060—0+170）山體為人工開挖邊坡，現狀坡腳高程564.9m，坡頂高程635.3m，最大坡高70.4m，分7 級，單級坡高10m，坡間馬道寬1.5～4.0m。

1.2 0+170—0+230 段自然邊坡

此段邊坡為原道路自然邊坡，坡頂有1m 左右土料覆蓋層，下部均為巖石，邊坡坡度較陡，巖體呈倒立狀，巖石破碎，裂隙較大，雨后有石塊掉落，從路面至坡頂最大高度約15m。

2 開挖邊坡施工中存在問題及采取措施

2.1 存在問題

（1）在對已施工完畢的邊坡巡查中發現，高程604.9m馬道（卵石層邊坡頂）噴護混凝土出現裂縫（圖1），5 級黃土邊坡（高程604.9～614.9m）出現裂縫，對2 級邊坡采取了工字鋼應急支撐措施。

（2）為確保水庫建成后安全運行，確保庫區群眾通行安全，對左岸庫區道路0+060—0+230 段邊坡進行滑坡治理。根據公路工程危險性較大的單項工程和分部分項工程專項方案劃分，該工程屬于達到一定規模的危險性較大的單項工程中第二項，即滑坡處理。

2.2 采取措施

本次對左岸庫區道路高邊坡施工提出的原則是“防雨排水、固腳、強腰、減載”，邊坡現狀如圖2 所示。

圖2 現狀邊坡

2.2.1 排水、防雨措施

邊坡治理施工前疏通截水天溝，采用土工膜覆蓋裂縫區域，避免雨水侵入，造成變形加劇，覆蓋范圍為樁號0+170—0+080 段，高程580～614.9m，見圖2 中A～B 區域。

2.2.2 固腳措施

底部1 級邊坡高程567.5～574.9m 采用固腳措施，固腳措施在高程567.5～574.9m 邊坡鋼筋混凝土防護。見圖2 中C～D 區域。在1 級邊坡溢0+003—溢0+020段采用鋼管架搭設1.5 寬安全通道，作為緊急撤離通道；在EL574.9 馬道溢0+008—溢0+020 段安全區設置緊急避險處[2]。

2.2.3 強腰措施

2 級邊坡高程574.9～584.9m 采用強腰措施，結合工字鋼支架支撐支護措施，增設C25 鋼筋混凝土護坡，在高程584.9m 馬道增設混凝土壓頂，并在馬道設置φ80mm 鋼管樁，內部填充細石混凝土，深度穿透滑裂面，增強抗滑能力。見圖2 中E～F 區域。

3、4 級邊坡高程為584.9～604.9m，設置C25 鋼筋混凝土框格護坡，框格間排距3m，在框格節點處設置6m長φ20M20 砂漿錨桿與鋼筋網連接，框格內部填充生化袋綠化。

2.2.4 減載措施

高程585.9m 以上邊坡采用減載措施，清除不穩定體，向山體沖溝（0+170）卸載刷坡，卸載土、石方通過沖溝挖甩運走。確保沖溝雨水順利排出。減載邊坡根據地質不同進行防護處理，對于土質邊坡開挖坡比1:0.75，坡面進行噴草處理，噴護10cm，掛φ2mm 鍍鋅鐵絲網，孔徑90mm×90mm；卵石及巖石邊坡采用錨噴支護處理，布設φ20M20 砂漿錨桿，長度6m，梅花形布置，間排距3m，外露0.1m，掛φ8 鋼筋網@15×15cm，噴護C20混凝土，厚度10cm，并在坡面布設φ50PVC 排水管，孔深5m。

3 邊坡治理施工方案及施工工藝

3.1 土工膜覆蓋坡面防雨排水

針對現狀邊坡裂縫部位，施工前對0+170—0+080段、高程580.0～614.9m 范圍坡面采用土工膜覆蓋。土工膜采用兩布一膜，垂直坡面覆蓋，上下封口采用雙排土袋壓重固定。土工膜縱向接縫人工用棉線縫合。同時疏通截水天溝，于土工膜邊沿截斷邊坡排水溝，邊坡馬道排水溝采用塑料布覆蓋，避免雨水侵入裂縫，變形加劇。土工膜采用50 裝載機通過溢洪洞下游道路運至高程594.9m 處，人工搬至594.9m 平臺，向上覆蓋至614.9m 平臺，再向下滾放土工膜至580m 高程，進行覆蓋作業。

3.2 底部1 級邊坡坡腳安全通道搭設

安全通道采用φ48 鋼管搭設，兩立桿間排距為1.5×1.5m，橫桿采用2m 短鋼管，橫桿與坡面錨桿焊接牢固，作為連墻件。橫桿上滿鋪竹架板，竹膠板每隔0.2m 設置?12 鋼筋一道，作為防滑措施。橫桿上設置1.5m 高臨邊防護。

3.3 2 級邊坡混凝土施工方法

混凝土澆筑采用自一端向另一端連續澆筑法，即從溢0+003 樁號向溢0-054 樁號澆筑，每倉寬度10m，高度方向分4 倉施工，模板斜長3m，按3m 分縫。最后一倉與馬道平臺一起澆筑。在澆筑第③倉時進行鋼筋安裝。混凝土入倉采用汽車泵，汽車泵停放在壓載平臺上。人工采用φ70 振搗棒振搗混凝土，最后一倉收面采用抹光機，保證平整度。在馬道平臺混凝土澆筑時，按排水溝尺寸制作模板，排水溝與馬道一次澆筑成型。澆筑完成及時采用土工布覆蓋，安排專人灑水養護。

3.4 高程604.9 以上邊坡不穩定體卸載

（1）本次不穩定體卸載范圍在高程604.9m 以上，樁號0+130—0+080 范圍。如采用0+000 處原施工道路，挖機需在高程604.9m 馬道（4m 寬）行走，形成施工動載，不利于下部邊坡穩定，故采取有0+170 處沖溝修筑施工道路至高程614.9m 進行卸載作業。

（2）不穩定體卸載先上后下，注意邊坡的開挖按設計坡比一次性開挖成型，避免重復開挖，多次擾動邊坡。采用1 臺1.0m3反鏟自上而下分層挖甩，分層高度3m，卸載棄渣先堆放于沖溝下游坡腳，待卸載完成后，3.0m3裝載機配合1.0m3反鏟將棄渣裝車，運至棄渣場，運距1km。

3.5 3、4 級邊坡框格梁強腰

3、4 級邊坡高程584.9～604.9m 采用強腰措施，坡面設置框格梁護坡，框格尺寸3m×3m。結點處布設錨桿，錨桿為φ20，長度6m，外露0.1m，間排距3m×3m；框格梁采用C20 混凝土，內部設置鋼筋。作業前沿馬道邊向內50cm 處，搭設2m 高雙排φ48 鋼管安全防護排架，雙排立面用竹夾板滿鋪，最外側掛安全密目網，避免發生墜落。

3.6 5、6、7 級邊坡植草護坡

設計高程604.9m 以上邊坡采用噴草防護，客土厚度10cm，掛φ2mm 鍍鋅鐵絲網@90mm×90mm。采用鍍鋅棱形鐵絲網或高強塑料加強土工網，網孔規格為9cm×9cm。在土坡處用按1m×1m 間距梅花形布置錨杄和錨釘。錨釘長約15～40cm。掛網施工時采用自上而下放卷，相鄰兩卷鐵絲網（土工網）分別用綁扎鐵絲連接固定，兩網交接處至少要求有10cm 的重疊，錨釘每平方米不少于5 只。網與作業面保持一定間隙，并均勻一致。較陡巖面處，可用草繩按一定間隔纏繞在網上，以增加附著力，使客土厚度得到保證。

3.7 0+170—0+230 段埋石混凝土施工

本工程0+170—0+230 段道路邊坡防護設計為仰斜式C20 埋石混凝土擋土墻，設計底寬2.2m，頂寬2m，高度4.5～7m，坡比1：0.25，墻面設φ90mm 的PVC 排水溝，間排距3m，梅花形布置。此段擋土墻總長度60m，每10m 設一道分縫。

該段通過擋土墻施工模板采用翻轉模板、混凝土入倉采用汽車泵入倉、塊石添加采用反鏟配合人工添加。分倉高度斜面3m，與翻轉模板高度一致。采用跳倉法澆筑。

3.8 0+060—0+170 段路面恢復

混凝土在拌合站集中拌制，8m3混凝土運輸車運至現場，采用倒退法進行澆筑，即從0+170 段向0+060 段澆筑，路邊采用20cm 寬鋼模板固定，保證道路寬度符合設計要求。混凝土澆筑采用振動梁振搗平整，抹面機收面，澆筑完成后及時覆蓋土工布，安排專人灑水養護。

4 監測點布設及觀測方法

4.1 坡面位移監測

施工過程中，根據施工現場情況，在每級馬道頂部及擋土墻的頂部布設測點進行監測。測點動態控制，如測點破壞或被擋住及時補充。施工過程中，要保護好測點，若因施工破壞測點，應立即補充布設測點。水平位移測點和垂直位移測點共用一個測點[3]。

4.2 深層位移監測

多點位移計采用鉆孔法埋設，在儀器埋設部位開挖完成后按設計的孔向、孔深鉆孔，鉆孔孔徑φ110mm。鉆孔偏差應小于3°，孔深比最深測點深1.0m，孔口保持穩定平整，在鉆孔過程中應記錄鉆進深度，對巖芯進行描述，作出鉆孔巖芯柱狀圖；在孔口水泥砂漿固化后，進行封孔灌漿，水泥砂漿灰砂比為1：1，水灰比為0.5，灌漿壓力不大于0.5MPa，灌至孔內停止吸漿時，持續10min 結束，確保最深測點錨頭處漿液飽滿。

4.3 裂縫觀測

裂縫一般產生在邊坡平臺和邊坡體邊緣。對坡面現有裂縫進行編號并埋設觀測點，如果邊坡治理過程中坡面出現新裂縫則按照裂縫監測要求布設觀測點。測點間沿裂縫的間距以20～30m 為宜。首先，在裂縫的兩邊穩定土體內各打一帶鐵釘的木樁，并測量兩鐵釘的距離。由于一般的裂縫變形是微小而且蠕變的，本工程選擇游標卡尺對邊坡的變形裂縫進行監測。采用游標卡尺量測裂縫量測觀測點距離，如果裂縫變形增大，則裂縫量測觀測點距離增大，與初始觀測點距離比較，增大的數據作為所測邊坡裂縫增加的寬度。

4.4 監測頻率

測點埋設后即開始監測，監測過程持續到擋墻墻后回填完成即可結束，監測頻率按下表控制，變形量增大和變形速度加快時加大監測頻率。暴雨期及雨后數天內每天觀測一次，直至無明顯變化為止。監測工作可在邊坡治理加固工程完成后六個月內或當年雨季結束后3 個月如無明顯位移可結束。

4.5 穩定控制標準

邊坡穩定性評價主要根據以下3 點進行綜合判斷。

（1）最大位移速率小于2mm/d。

（2）隨著邊坡的治理位移速率呈收斂趨勢。

（3）坡面、坡頂有無開裂，裂縫的變化趨勢如何。

在實際監測的過程中如果出現有上述一點或幾點現象時，都應引起注意，及時對各項監測內容作綜合分析、比較，以進一步討論邊坡的穩定性，以便及早發現安全隱患情況，采取相應的補救措施。

4.6 監測安全管理

因邊坡監測往往坡度較陡，且高度較大，監測過程中的安全問題突出，因此，在進行高邊坡監測過程中必須重視監測人員的安全問題。

5 結語

總而言之，在道路邊坡施工過程中，通過合理搭配一些植物，讓相同群落中的功能相似物種進行結合，有效提高生態系統對環境變化的適應能力。需要結合工程現場實際情況，采取相應的施工工藝，做好施工過程管理和后期防護工作，改善道路整體條件。