浅析我国水利水电工程高边坡的加固与处理技术

雷鹏程

（古田县卓洋水工混凝土模板施工有限公司 福建古田　352200）

浅析我国水利水电工程高边坡的加固与处理技术

雷鹏程

（古田县卓洋水工混凝土模板施工有限公司 福建古田352200）

水利水电工程中最常遇到的问题便是边坡稳定，而边坡的稳定与否直接关系到工程的实施的可行性，对建设投资和工程建设都有着严重的影响。而高边坡地的地质构造通常也比较复杂多样，影响滑坡的因素也就相应的增多。本文简要介绍水利水电高边坡的混凝土抗滑桩，混凝土沉井、预应力锚索、锚杆以及减载、排水等加固、治理边坡的方式和措施的应用，并总结出了一整套水电高边坡工程勘测，设计和施工新技术。

水利工程；高边坡加固；措施

引言

进行水工边坡加固工程最重要的就是，尽量避免出现滑体移动的现象。如果岩体的稳定性受到破坏，直接影响的就是水工建筑的稳定性。而且在实际的工程建设中，影响边坡滑坡的因素众多，施工人员和技术人员只有根据自身的工作经验以及实际的工作情况来进行总结和分析，才能从根本上解决问题。

1　我国水利水电工程边坡及其工程技术具有以下特点

1.1边坡工程规模大

开挖边坡高度从以前的百米级发展到现在的数百米级，开挖边坡体积从数十万立方米至数千万立方米，开挖边坡的水平深度从数十米到数百米级。

1.2边坡地质条件较为复杂

不仅有许多复杂的成因、物质组成及工程特性的覆盖层边坡或滑坡体，而且还有各种复杂的结构及构造，甚至还与高地应力、高地下水位等复杂作用有所涉及。

1.3边坡稳定性十分重要

其安全性不仅关系到工程的安全、建筑物安全，而且对工程程造价和施工工期也有重要影响，与枢纽总体布置和建筑物设计关系密切。

2　混凝土抗滑结构的应用

2.1混凝土抗滑桩

抗滑桩是一种柱形构件，其主要作用是能够深入滑坡体，稳定滑坡体的上层或岩层，发挥滑体支撑的滑动力，通常设置在滑坡的前缘附近，这样一来就能够有效实现边坡的稳定。一般在处于活动中的浅层及中层的滑坡效果相对较好。为了能有效改善滑坡现象，应在滑坡面以下对完整的基岩或稳定的上层中对桩身全长的1/3～1/4进行设置，并通过灌浆技术实现桩身与周围岩上的结构形成一个整体，此外在滑体前缘部分进行设置时，能够使其对较大的压力进行承受。

2.2混凝土沉井

混凝土框架结构中，在进行沉井施工时可分成不同的小节进行施工，一般都是根据沉井的场地布置、受力状态及基坑的施工条件等因素设计结构。在高边坡工程中，沉井具有两个作用，分别是：抗滑桩和挡土墙。在进行沉井的结构设计时，要综合沉井的受力状态、基坑的施工条件和沉井的场地布置等因素，沉井结构的平面通常是“田”字形，该结构上下沉重量对井壁及横隔墙的厚度有决定性作用。一般来说，井壁上部的厚度要设置成80cm，下部厚设置为90cm；而横隔墙则设置为50cm厚，隔墙底要比刃脚踏面高1.5m，这样就有利于施工人员能够在井底自由通行。沉井的施工包含4个阶段，分别是：平整场地→沉井制作→沉井下沉→填心。下沉通常是由人工来进行直接开挖，采用人工进行除渣，采用简易的设备进行运输；而下沉的过程中则需要考虑到防偏问题，并做到及时纠正。

2.3混凝土挡墙

混凝土挡墙通过对自身重量进行借助，从而实现支挡滑体的效果，对于滑坡防治发挥着有效的作用结合排水等措施，能够有效的改变滑坡体的受力平衡，从而实现使得滑坡体的变形得到了很好延展，其结构简单，稳定滑坡效果良好。

3　锚固技术的应用

锚固技术在边坡或者地基的岩层、上层中固定好受力拉杆件的一端，而此种受力拉杆件的固定端一般被叫做锚固端，或者可以叫做锚固段。并将工程建筑物与另一端相互联结，可以承受施加在建筑物身上的多种推力，这些推力通常来自于上压力、水压力或风力。这是利用了地层拥有的锚固力来保持建筑物的稳定性，锚固按结构形式可分为抗滑桩、锚洞、喷锚支护及预应力锚固（锚索）4类。

3.1锚固洞

作为对边坡稳定治理的有效措施，锚固洞加固发挥着定的作用在锚固洞加固的过程中应严格按照山内向外、山上到下、循序渐进及逐层加固的方法，统对结构而进行锚固，应采用跳动的方法进行开挖施工对小利结构而上的已有抗滑力的削弱进行避免，促使边坡的稳定受到影响。

3.2喷混凝土护坡

在众多护坡施工工艺中，喷混凝土护坡是生产效率最高，施工速度最快的一种新型施工工艺。其在施工过程中不需要用到模板，并能够将混凝土运输、浇筑、捣固进行有效结合，实现机械化的连续施工。①由于其形成原因主要是借助一定的冲击速度进行喷射，因而其在作为临时支撑时反而比木结构强度更高，又比钢结构更经济更节省开支，就具有一定的经济效益。②由于其强度比现浇的混凝土衬砌的前期强度要高，它也可以作为永久支撑。再与锚杆相配合使用，不仅可以降低洞室的开挖量，衬砌厚度也会相应的减少厚度，相应的也就节约了水泥的用量。③在进行喷混凝土施工时，可以通过少用模板，少立拱架，增加洞内的有效空间；此外施工过程中若能够紧随开挖面进行喷射，不仅能够减少岩石暴露风化的时间，而且还能及时控制围岩的变形。

3.3预应力锚固（锚索）

预应力锚固是通过对坡体深部稳定岩体上的锚索的锚固实现向混凝土框架的传递，通过框架向小稳定坡体进行预应力的施加，促使小稳定松散岩体受到挤压，从而提升岩体间的正压力及摩擦阻力，加大抗滑力，对不稳定液体的发育进行限制，发挥边坡加固及稳定的效果，施工工序主要包括以下几方面：

（1）钻造锚孔。在进行洞室开挖施工时，应按照设计好的桩号来进行放线，测量时通常采用拉线尺，并做到与水准测量相结合，用贴钎和油漆做好测量标记，使得锚孔位置的定位准确无误；钻机施工时要严格遵循设计好的锚孔位置、倾斜角度和方位，做到就位准确；将锚孔向下倾斜并使之与水平面夹角为20°，误差应控制在在1°以内，方位误差则控制在2°以内；锚索钻孔时要求采用干钻的方式，严禁使用水钻；在钻造过程中应认真的进行考察记录每个锚孔的地层情况、地下水情况，如钻孔成径、孔深要求不能够小于设计的标准值，并且要做到超钻50cm，钻井达到设计深度后，不能立即停钻，要求稳钻3～5min，同时应及时清理锚孔；在完成钻造工作后，必须要用高压空气来清理出孔中岩上粉及水，上交现场监理进行检验，检验合格后，才能够进行锚索（杆）安装，这一间隔的时间也不能超过一天，避免由于搁置的时间较长而形成塌孔。

（2）锚索（杆）制作。锚索在材料选则上面，要采用强度高、松弛度低，预应力强的钢饺线；裁剪锚筋料时要做到整齐准确，误差要控制在50mm以内，预留张力段钢绞线长度为1.5m，并注意各单元体长度的不同值；在制作锚索时，应将无粘结钢绞线环绕承载体，并弯曲成U型，并使用钢带将之与承载体稳固的绑定好；按相关设计要求进行注浆管的安放与隔离架设置工作，注浆管底端与孔底的距离要有20cm；当各单元锚杆外露时，应做好外露端的永久性标记；在运输和安装制作好的锚索体过程中，要避免出现大幅度的弯折，更不能损坏隔离架、注浆管及钢绞线外包的涂塑层。

（3）进行锚杆注浆时，应严格按照试验达标的配对比率来进行各种材料的配比工作。搅拌这些材料时，要根据配合比的要求进行均匀拌制，使其浆体的强度保持在不超过40MPa，水灰比采用0.4：0.5的纯水泥浆，采用孔底返浆的方法对锚孔进行注浆，并实现次注浆完成，避免中间出现间断现象当砂浆强度达到设计强度以后即可对锚索张拉进行作业在注浆时应对现场注浆的过程进行详细的记录，4次注浆都应进行注浆强度进行试验，试验小得低于两组当锚索张拉锁定结束以后，应采用充填灌浆的方法向锚头及自山段间进行作业。

4　减载、排水等措施的应用

4.1减载反压

在边坡加固治理中应用最为广泛要数减载反压这一施工工艺了。减载的主要是通过削去部分滑坡体后缘的岩石，从而使得坡体的下滑力降低。但在施工过程中，如果仅仅只是减载，有时并不能起到阻滑的作用。最好是将减载与反压措施相互结合，即将减载削下的上石堆于边坡或滑坡前缘阻滑部位，使之不仅能够降低坡体的下滑力，同时还能够增加坡体的抗滑力，而这项技术应用于上面陡下面缓的滑坡效果会更好。

4.2表里排水

表里排水通常是指：①地表水排除；②地下水排除地表水。排除地表水是指拦截流入边坡，并使得该区域发生变形、破坏的地表水流，包括泉水和雨水。例如，可通过以下两种方法对滑坡体外的地表水进行排水：修建拦水沟和修建排水沟；而对于滑坡体内的地表水排除，则可以根据地形及自然沟谷，来增设布置排水系统，达到排除地表水的目的。其不仅能够减小滑动力，而且还能降低附近岩上体的含水量或孔隙水压力，增强抗滑力的同时还能够提高边坡的稳定性。通常情况下，排水系统呈树枝状。

5　结语

综上所述，在水利水电工程建设中高边坡的加固整治发挥着重要作用，对工程的建设及安全的运行产生直接的影响。在对高边坡进行加固的过程中，应首先根据导致高边坡出现滑坡的原因着手，与高边坡的地层岩性、地质构造、地形地貌以及水文地质条件等相结合，并对高边坡能够出现的破坏形式进行预测，并与工程特点相结合，对相应加固的方案进行提出，最后与施工方法以及经济条件相结合进行综合考虑，从而对加固整治方案的确定提供有效的参考。

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[2]史春山.试论水利工程中边坡加固处理措施[J].科技与企业，2014（13）：255.

[3]陈智.论述水利水电工程高边坡的加固技术应用[J].城市建设理论研究：电子版，2012（1）：56.

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2015-4-29