实例探析水库山体边坡稳定性分析和支护技术

□杨正辑(贵州省黔东南州水利电力勘察设计院)

实例探析水库山体边坡稳定性分析和支护技术

□杨正辑(贵州省黔东南州水利电力勘察设计院)

随着水库建设规模的不断扩大，在水库工程建设中，其山体边坡的稳定变得越来越重要,是影响水库建设安全与质量的重要影响因素。在水库山体边坡工程中，只有做好其稳定性分析，并且采取有效的支护技术，才能够保证工程建设的安全和质量。文章主要阐述了从江县往洞水库山体边坡稳定性分析和支护技术。

水库；山体；边坡；稳定；支护

在水库工程建设中，其山体边坡的稳定是影响水库建设安全与质量的重要影响因素，对山体边坡稳定性进行研究是我国岩土工程建设研究的一个重要课题，必须加强其稳定性研究，才能够找到有效的支护方法，保证工程建设安全。

1 工程概况

从江县往洞水库位于贵州省从江县县城西北方向32km，工程点距往洞乡6km，距榕江县城32km，距从江县城76km，目前已有乡级公路到达坝址，属往洞乡增冲村。拟建从江县往洞水库为小(1)型水库工程。是一个集防洪及灌溉等功能为一体的综合水利工程。拟建最大坝高47.80m，坝顶高程693.80m，坝顶长217m，水库库容732万m3，正常水位690.00m，引水灌溉渠道全长62.65km。

2 库首山体边坡稳定性评价

2.1 库首右岸山体（边坡）稳定性

库首段河谷长约300m，河流总体流向上游河谷走向为N，于坝线上游约100m处突然拐弯为走向为N77°W，该河段所在区岩层低角度（倾角<10°）倾向右岸，属斜谷，河床至谷坡的相对高差为60～100m，两岸河谷不对称。该河段两岸基岩为变余含粉砂粘土绢云母板岩，岩层倾角较缓（倾角<10°），边坡岩体工程地质分类属层状平叠结构，根据地表调查，岸坡上未见大规模的松散堆积层，因此分析认为库岸边坡整体稳定性较好。

2.2 库首左岸山体边坡稳定性

2.2.1 山体东侧库岸边坡

由于库水正常水位高于强风化层底面，同时原山体地下水位也低于正常水位，山体厚度不大，故山体存在受水冲蚀、潜蚀作用而引起破坏，以及渗漏破坏稳定问题。在库水对边坡土质部分及岩质边坡造成相应表层破坏情况下，再加上山体本身厚度不大，故该段山体存在不稳定问题，需加固处理。

2.2.2 山体西侧边坡（库外边坡）

由于库水正常水位高于强风化层底面，同时原山体地下水位也低于正常水位，山体厚度不大，故山体存在受地下水潜蚀作用而引起破坏，以及渗漏破坏稳定问题。在库水对边坡土质部分及岩质边坡造成相应表层破坏情况下，再加上山体本身厚度不大，故该段山体存在稳定问题，需加固处理。

3 山体（边坡）支护方案

拟建大坝距离场地较近，边坡失稳对大坝安全影响较大。同时本工程支护以永久性支护为主，建议加固方案为：库内坝面（及山体）作防渗处理，加高部分高程不够山体段；或在此处建重力式挡土建筑物（见图1）；由于山体本身厚度不大，不宜对此山体进行边坡削坡处理。库外边坡建重力式挡土建筑物；由于山体本身厚度不大，不宜对此山体进行边坡削坡处理。以下主要阐述重力式挡土墙施工方案。

3.1 基坑开挖

开挖采用1.2m3斗容量的日立360液压挖掘机1台进行基槽开挖，开挖采用分段跳槽开挖，开挖长度根据现场地质情况拟定为20m。开挖时使用坡度尺控制边坡坡率，机械开挖至基底设计标高以上10cm时，重新进行测量放样复核已开挖基坑及边坡尺寸，确保基底开挖尺寸符合设计要求。

3.2 模板及脚手架工程

3.2.1 模板施工

图1 挡土墙细部尺寸图

挡土墙外模板采用150cm×60cm钢模板，背模板面板采用18mm厚酚醛板。背模背后布置5cm×10cm方木次龙骨，次龙骨方木竖向布置，纵向间距15cm（中对中），5cm宽一面使用钢钉钉在模板上，主龙骨采用Φ48钢管双拼焊接而成，主龙骨水平布置，竖向间距60cm，外模采用钢模板，主龙骨为Φ48钢管双拼焊接而成，主龙骨水平布置以提高模板平整度，外模与内间模使用Φ18对拉螺栓进行加固，对拉螺栓布置间距：水平×竖直=1.00m×0.60m，为防止混凝土结构将内模压垮，在挡土墙背模与基岩之间加设斜撑，以加固模板稳定性。（见图2）。

图2 模板加固示意图

3.2.2 脚手架施工

立杆施工底部置于坚硬的基岩上，脚手架要设置纵、横向扫地杆，扫地杆布置在距离地面≤0.2m的立杆上，横向扫地杆亦采用直角扣件固定在紧靠纵向扫地杆下方的立杆上，立杆的接头采用对接扣件连接。

纵向水平杆设置在立杆内侧，长度为脚手架通长布置；纵向水平杆接长采用扣件对接，也可采用搭接，纵向水平杆的对接扣件应交错布置，两根相临纵向水平杆的接头不宜设置在同步或同跨内，不同步的要错开≥0.5m。

脚手板应满铺，施工作业层周围20cm高范围内施做脚踢板以防止物品滚落；脚手板长度<2m时，采用两根横向水平杆支撑，但应将脚手板两端与其可靠固定严防倾翻；脚手板对接平铺时，接头处必须设两根横向水平杆，脚手板外伸长取120～150mm，两块脚手板外伸长度的和≤300mm；脚手板搭接铺设时，接头必须支在横向水平杆上，搭接长度应>200mm，其伸出横向水平杆的长度≥100mm；作业层端部脚手板探头长度应取150mm，其板长两端均应与支承杆可靠地固定。如图3为脚手架防护网。

图3 脚手架防护网

3.3 片石混凝土浇筑

重力式挡土墙墙身采用C25片石混凝土浇筑，拌和站集中拌制混凝土，混凝土搅拌运输车运送混凝土到现场使用输送泵泵送混凝土入模。为防止混凝土离析，从高处向模板内倾泄混凝土时，自由倾泄高度一般不超过2m，超过2m时，采用串筒、溜槽等下落措施。浇筑过程中分层浇筑人工添加片石，片石厚度≥15cm，片石最大尺寸≤45cm，片石填放时分布均匀，片石间净间距≥15cm，片石与模板间距≥25cm，首次添加片石时保证混凝土浇筑高度≥60cm，最上层片石应保证上方有25cm以上的混凝土覆盖，片石掺入量为片石混凝土总体积的25%。片石应选用无裂缝，无水锈、铁锈，无夹层且未被烧过的石块，片石在填放前清洗干净，添加片石时应注意保护对拉螺杆和PVC排水管不被砸坏。混凝土振捣采用插入式50震动棒振捣，振动棒应与模板保持≥10cm距离，相邻两次振捣位置不大于振捣器作用半径的1.5倍，每次振捣需插入上层混凝土内≥5cm，每次振捣时间≥30s。混凝土振捣过程中，应避免重复振捣，防止过振。浇筑过程中应加强检查模板支撑的稳定性和接缝的密合情况，防止在振捣混凝土过程中产生漏浆。当振捣完毕需要变换振捣棒在混凝土拌和物中的水平位置时，应边振动边竖向缓慢提出振动棒，不得将振动棒放在拌和物内平拖来驱赶混凝土。

3.4 拆模及养护

混凝土浇筑完成1h后对外露混凝土表面进行铺盖保鲜塑料膜进行保湿覆盖，混凝土强度达到2.5MPa且其表面棱角不因拆模而受损时，方可拆模。

模板的拆除顺序应按设计的顺序进行。设计无规定时，应遵循先支后拆、后支先拆的顺序进行。混凝土的拆模时间除需考虑拆模时的混凝土强度应满足规定外，还要考虑拆模时混凝土的温度不能过高，以免混凝土接触空气时降温过快而开裂。拆模不得损伤混凝土，并减少模板损伤。当模板与混凝土脱离后，方可拆卸、调运模板，拆除临时埋设于混凝土中其他预埋部件时，不得损伤混凝土，拆除模板时，不得影响或中断混凝土的养护工作。拆模后对混凝土使用塑料薄膜进行保湿覆盖养护≥14d，当气温低于5℃时停止对混凝土表面进行洒水，同时应对混凝土采取保温、保湿措施。

4 结语

从江县往洞水库左岸边坡稳定和变形问题，是从江县往洞水库工程的重大技术问题之一。通过边坡稳定性分析，结合边坡开挖后岩体应力调整和分布规律，有针对性地选择各种支护措施，对各种支护措施在施工时序上进行优化组合，确定了合理的边坡施工程序。将工艺简单、快速有效的重力式挡土墙技术用于边坡支护中，解决了边坡工程中开挖与支护间相互制约以及难以组织快速施工等问题。

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