水利工程論文-水利水電工程高邊坡的加固與治理.doc

水利工程論文-水利水電工程高邊坡的加固與治理摘要：我國(guó)廣大水電建設(shè)者在與滑坡災(zāi)害作斗爭(zhēng)的過(guò)程中不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，開(kāi)展科技攻關(guān)，總結(jié)出了一整套水電高邊坡工程勘測(cè)、設(shè)計(jì)、施工新技術(shù)。通過(guò)混凝土抗滑樁、混凝土沉井、預(yù)應(yīng)力錨索、錨桿、以及減載、排水等加固、治理邊坡的方式和措施的應(yīng)用，成功地建成了天生橋二級(jí)、三峽、李家峽等復(fù)雜的高邊坡工程。關(guān)鍵詞：高邊坡抗滑結(jié)構(gòu)錨固減載排水治理水利水電工程邊坡穩(wěn)定問(wèn)題是水利)；水利水電工程中經(jīng)常遇到的問(wèn)題。邊坡的穩(wěn)定性直接決定著工程修建的可行性，影響著工程的建設(shè)投資和安全運(yùn)行。我國(guó)曾有幾十個(gè)水利水電工程在施工)；施工中發(fā)生過(guò)邊坡失穩(wěn)問(wèn)題，如天生橋二級(jí)水電站廠區(qū)高邊坡、漫灣水電站左岸壩肩高邊坡、安康水電站壩區(qū)兩岸高邊坡、龍羊峽水電站下游虎山坡邊坡等等。為治理這些邊坡不但耗去了大量的資金，還拖延了工期，成為我國(guó)水利水電工程施工中一個(gè)比較嚴(yán)峻的問(wèn)題，有的邊坡工程甚至已經(jīng)成為制約工程進(jìn)度和成敗的關(guān)鍵。我國(guó)正在建設(shè)和即將建設(shè)的一批大型骨干水電站，如三峽、龍灘、李家峽、小灣、拉西瓦、錦屏等工程都存在著嚴(yán)重的高邊坡穩(wěn)定問(wèn)題。其中三峽工程庫(kù)區(qū)中存在10幾處近億立方米的滑坡體，拉西瓦水電站下游左岸存在著高達(dá)700m的巨型潛在不穩(wěn)定山體，龍灘水電站左岸存在總方量1000萬(wàn)m3傾倒蠕變體等。這些工程的規(guī)模和所包含的技術(shù)難度都是空前的。因此，加快水利水電邊坡工程的科研步伐，開(kāi)發(fā)出一套現(xiàn)代化的邊坡工程勘測(cè)、設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)測(cè)技術(shù)，已經(jīng)成為水利水電科研攻關(guān)的重大課題。高邊坡的地質(zhì)構(gòu)造往往比較復(fù)雜，影響滑坡的因素也很多，因此，我國(guó)廣大水電科技人員在與滑坡災(zāi)害作斗爭(zhēng)的過(guò)程中，不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，積極開(kāi)展科技攻關(guān)，總結(jié)出了一整套水電高邊坡工程勘測(cè)、設(shè)計(jì)和施工新技術(shù)，成功地治理了天生橋二級(jí)、漫灣、李家峽、三峽、小浪底等工程的高邊坡問(wèn)題。本文僅就水利水電工程巖質(zhì)高邊坡的加固與整治措施作一簡(jiǎn)要介紹。1、混凝土抗滑結(jié)構(gòu))；結(jié)構(gòu)的應(yīng)用1.1混凝土抗滑樁我國(guó)在50年代曾在少量工程中試用混凝土抗滑樁技術(shù)。從60年代開(kāi)始，該項(xiàng)技術(shù)得到了推廣，并從理論上得到了完善和提高。到80年代，高邊坡中的抗滑樁應(yīng)用技術(shù)已達(dá)到了一定的水平。抗滑樁由于能有效而經(jīng)濟(jì)地治理滑坡，尤其是滑動(dòng)面傾角較緩時(shí)，其效果更好，因此在邊坡治理工程中得到了廣泛采用。如：天生橋二級(jí)水電站于1986年10月確定廠房下山包壩址后，11月開(kāi)始在廠房西坡進(jìn)行大規(guī)模的開(kāi)挖，加上開(kāi)挖爆破和施工生活用水的影響，誘發(fā)了面積約4萬(wàn)m2、厚度約2540m、總滑動(dòng)量約140萬(wàn)m3的大型滑坡體。初期滑動(dòng)速度平均每日2mm，到次年2月底每日位移達(dá)9mm。如繼續(xù)開(kāi)挖而不采取任何工程處理措施，預(yù)計(jì)雨季到來(lái)時(shí)將會(huì)發(fā)生大規(guī)模的滑坡，為此，采取了抗滑樁等一整套治理措施?？够瑯斗殖蓛膳挪贾迷趶S房滑坡體上，在584m高程上設(shè)置1排，在597m高程平臺(tái)上設(shè)置1排，樁中心距6m，樁深為2539m，其中心深入基巖的錨固深度為總深度的14，斷面尺寸為3m4m，設(shè)置15kgm輕型鋼軌作為受力筋，回填200號(hào)混凝土，每根抗滑樁的抗剪強(qiáng)度為12840kN，17根全部建成后，可以承受滑坡體總滑動(dòng)推力218280kN。第一批抗滑樁從1987年3月上旬開(kāi)工，5月下旬開(kāi)始澆筑，6月1日結(jié)束。第二批抗滑樁施工是在19871988年枯水期內(nèi)完成的?？够瑯堕_(kāi)挖深度達(dá)34m后，在井壁噴3040cm厚的混凝土。對(duì)巖體較好的井壁采用打錨桿、噴錨掛網(wǎng)的方法進(jìn)行支護(hù)，噴混凝土厚度1015cm。對(duì)局部塌方部位增設(shè)鋼支撐?？够瑯堕_(kāi)挖到設(shè)計(jì)要求深度后，進(jìn)行鋼筋綁扎和鋼軌吊裝?；炷翝仓捎盟禄炷恋呐浜媳?，由拌和樓拌和，混凝土罐車(chē)運(yùn)輸直接入倉(cāng)，每小時(shí)澆筑厚度控制在1.5m內(nèi)，特別是在滑動(dòng)面上下4m部位，還需下井進(jìn)行機(jī)械振搗。在澆到離井口57m時(shí)，要求分層振搗。每個(gè)井口設(shè)兩個(gè)溜斗，溜管長(zhǎng)度為1014m，管徑25cm?？够瑯兜慕ǔ桑瑢?duì)樁后坡體起到了有效的阻滑作用。天生橋二級(jí)水電站廠房高邊坡采用打抗滑樁、減載、預(yù)應(yīng)力錨桿、錨索、排水、護(hù)坡等綜合治理措施后，坡體的監(jiān)測(cè)成果表明：下山包滑坡體一直處于穩(wěn)定狀態(tài)，而且有一定的安全儲(chǔ)備。安康水電站壩址區(qū)兩岸邊坡屬于穩(wěn)定性極差的易滑地層，由于對(duì)兩岸進(jìn)行了大規(guī)模的開(kāi)挖施工，所形成的開(kāi)挖邊坡最大高度達(dá)200余m，單坡段一般高度在3040m。大量的開(kāi)挖造成邊坡巖體的應(yīng)力釋放，斷面暴露，再加上雨水的侵入，破壞了邊坡的穩(wěn)定，致使邊坡開(kāi)挖過(guò)程中發(fā)生十幾處大小不等的工程滑坡，嚴(yán)重地影響了工程的施工，成為電站建設(shè)中的重大技術(shù)難題。采用抗滑樁是穩(wěn)定安康溢洪道邊坡的主要手段，在263m高程平臺(tái)上共設(shè)置了9根直徑1m的鋼筋混凝土抗滑樁，每根樁都貫穿幾個(gè)棱體，最深的達(dá)35m，樁頂嵌入溢洪道渠底板內(nèi)。為了不干擾平臺(tái)外側(cè)基坑的施工，樁身用大孔徑鉆機(jī)鉆成，孔壁完整，進(jìn)度較快，兩個(gè)月就全部完成。這9根抗滑樁按兩種工作狀態(tài)考慮：在溢洪道未形成時(shí)，抗滑樁按彈性基礎(chǔ)上的懸臂梁考慮，不考慮樁外側(cè)滑面上部巖體的抗力；在溢洪道建成后抗滑樁樁頂嵌入溢洪道底板，此時(shí)按滑坡的下滑力考慮?？够瑯痘炷翗?biāo)號(hào)為R28250號(hào)，鋼筋為40級(jí)鋼。抗滑樁于1982年1月施工，3月完成后，基坑繼續(xù)下挖，邊坡上各棱體的基腳相繼暴露。同年11月，在Fb75與F22斷層構(gòu)成的棱體下面坡根爆破開(kāi)挖后，發(fā)現(xiàn)在263m高程平臺(tái)上沿Fb75、F22斷層及7號(hào)抗滑樁外側(cè)近南北向出現(xiàn)小裂縫，且裂縫不斷擴(kuò)大，21天后7號(hào)抗滑樁外側(cè)的Fb75F22棱體下滑，依靠7號(hào)抗滑樁的支擋，樁內(nèi)側(cè)山體得以保存。1.2混凝土沉井沉井是一種混凝土框架結(jié)構(gòu)，施工中一般可分成數(shù)節(jié)進(jìn)行。在滑坡工程中既起抗滑樁的作用，有時(shí)也具備擋土墻的作用。天生橋二級(jí)水電站首部樞紐左壩肩下游邊坡，在二期工程壩基開(kāi)挖澆筑過(guò)程中，曾于1986年6月和1988年2月兩次出現(xiàn)沿覆蓋層和部分巖基的順層滑動(dòng)。滑坡體長(zhǎng)80m，寬45m，高差35m，最大深度9m，方量約2萬(wàn)m3。為了避免1988年汛后左導(dǎo)墻和護(hù)坦基礎(chǔ)開(kāi)挖過(guò)程中滑體再度復(fù)活，確?；拥陌踩┕?，對(duì)左岸邊坡的整體進(jìn)行穩(wěn)定分析后，決定在坡腳實(shí)施沉井抗滑為主和坡面保護(hù)、排水為輔的綜合治理措施。沉井結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)根據(jù)沉井的受力狀態(tài)、基坑的施工條件和沉井的場(chǎng)地布置等因素決定，沉井結(jié)