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：我國廣大水電建設者在與滑坡災害作斗爭的過程中不斷總結經驗教訓，開展科技攻關，總結出了一整套水電高邊坡工程勘測、設計、施工新技術。通過混凝土抗滑樁、混凝土沉井、預應力錨索、錨桿、以及減載、排水等加固、治理邊坡的方式和措施的應用，成功地建成了天生橋二級、三峽、李家峽等復雜的高邊坡工程。關鍵詞：高邊坡抗滑結構錨固減載排水治理水利水電工程邊坡穩(wěn)定問題是水利)；水利水電工程中經常遇到的問題。邊坡的穩(wěn)定性直接決定著工程修建的可行性，影響著工程的建設投資和安全運行。我國曾有幾十個水利水電工程在施工)；施工中發(fā)生過邊坡失穩(wěn)問題，如天生橋二級水電站廠區(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，成為我國水利水電工程施工中一個比較嚴峻的問題，有的邊坡工程甚至已經成為制約工程進度和成敗的關鍵。我國正在建設和即將建設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重的高邊坡穩(wěn)定問題。其中三峽工程庫區(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m3傾倒蠕變體等。這些工程的規(guī)模和所包含的技術難度都是空前的。因此，加快水利水電邊坡工程的科研步伐，開發(fā)出一套現(xiàn)代化的邊坡工程勘測、設計、施工、監(jiān)測技術，已經成為水利水電科研攻關的重大課題。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，成功地治理了天生橋二級、漫灣、李家峽、三峽、小浪底等工程的高邊坡問題。本文僅就水利水電工程巖質高邊坡的加固與整治措施作一簡要介紹。1、混凝土抗滑結構)；結構的應用1.1混凝土抗滑樁我國在50年代曾在少量工程中試用混凝土抗滑樁技術。從60年代開始，該項技術得到了推廣，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用技術已達到了一定的水平?？够瑯队捎谀苡行Ф洕刂卫砘?，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。如：天生橋二級水電站于1986年10月確定廠房下山包壩址后，11月開始在廠房西坡進行大規(guī)模的開挖，加上開挖爆破和施工生活用水的影響，誘發(fā)了面積約4萬m2、厚度約2540m、總滑動量約140萬m3的大型滑坡體。初期滑動速度平均每日2mm，到次年2月底每日位移達9mm。如繼續(xù)開挖而不采取任何工程處理措施，預計雨季到來時將會發(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。抗滑樁分成兩排布置在廠房滑坡體上，在584m高程上設置1排，在597m高程平臺上設置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，設置15kgm輕型鋼軌作為受力筋，回填200號混凝土，每根抗滑樁的抗剪強度為12840kN，17根全部建成后，可以承受滑坡體總滑動推力218280kN。第一批抗滑樁從1987年3月上旬開工，5月下旬開始澆筑，6月1日結束。第二批抗滑樁施工是在19871988年枯水期內完成的。抗滑樁開挖深度達34m后，在井壁噴3040cm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1015cm。對局部塌方部位增設鋼支撐?？够瑯堕_挖到設計要求深度后，進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57m時，要求分層振搗。每個井口設兩個溜斗，溜管長度為1014m，管徑25cm。抗滑樁的建成，對樁后坡體起到了有效的阻滑作用。天生橋二級水電站廠房高邊坡采用打抗滑樁、減載、預應力錨桿、錨索、排水、護坡等綜合治理措施后，坡體的監(jiān)測成果表明：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，由于對兩岸進行了大規(guī)模的開挖施工，所形成的開挖邊坡最大高度達200余m，單坡段一般高度在3040m。大量的開挖造成邊坡巖體的應力釋放，斷面暴露，再加上雨水的侵入，破壞了邊坡的穩(wěn)定，致使邊坡開挖過程中發(fā)生十幾處大小不等的工程滑坡，嚴重地影響了工程的施工，成為電站建設中的重大技術難題。采用抗滑樁是穩(wěn)定安康溢洪道邊坡的主要手段，在263m高程平臺上共設置了9根直徑1m的鋼筋混凝土抗滑樁，每根樁都貫穿幾個棱體，最深的達35m，樁頂嵌入溢洪道渠底板內。為了不干擾平臺外側基坑的施工，樁身用大孔徑鉆機鉆成，孔壁完整，進度較快，兩個月就全部完成。這9根抗滑樁按兩種工作狀態(tài)考慮：在溢洪道未形成時，抗滑樁按彈性基礎上的懸臂梁考慮，不考慮樁外側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，此時按滑坡的下滑力考慮。抗滑樁混凝土標號為R28250號，鋼筋為40級鋼?？够瑯队?982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斷層構成的棱體下面坡根爆破開挖后，發(fā)現(xiàn)在263m高程平臺上沿Fb75、F22斷層及7號抗滑樁外側近南北向出現(xiàn)小裂縫，且裂縫不斷擴大，21天后7號抗滑樁外側的Fb75F22棱體下滑，依靠7號抗滑樁的支擋，樁內側山體得以保存。1.2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(jié)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。天生橋二級水電站首部樞紐左壩肩下游邊坡，在二期工程壩基開挖澆筑過程中，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?；麦w長80m，寬45m，高差35m，最大深度9m，方量約2萬m3。為了避免1988年汛后左導墻和護坦基礎開挖過程中滑體再度復活，確?；拥陌踩┕ぃ瑢ψ蟀哆吰碌恼w進行穩(wěn)定分析后，決定在坡腳實施沉井抗滑為主和坡面保護、排水為輔的綜合治理措施。沉井結構設計根據沉井的受力狀態(tài)、基坑的施工條件和沉井的場地布置等因素決定，沉井結