闲林水库坝址区公路边坡综合治理

2016-09-08张玉伦袁秋月朱航威杭州市闲林水库管理处浙江杭州310012

小水电 2016年4期

关键词：坡顶坝址坡面

张玉伦，袁秋月，朱航威（杭州市闲林水库管理处，浙江杭州 310012）

闲林水库坝址区公路边坡综合治理

张玉伦，袁秋月，朱航威
（杭州市闲林水库管理处，浙江杭州 310012）

闲林水库是浙江省重点工程，建成后将作为杭州市应急备用水源。坝址区公路内侧由于开挖形成工程边坡，岩体破碎，总体岩质软弱，其稳定性直接关系到水库的顺利建设与安全运行。通过系统的研究，提出了边坡综合治理措施。图4幅。

水库；坝址区公路；边坡；稳定性；治理措施

1　概述

闲林水库是浙江省重点工程，总库容1 984 万m3，建成后将作为杭州市应急备用水源，可使城市备用水量满足2020年水平年主城区水厂8 d以上源水需要，在新安江、富春江电厂放水配合下，抗咸基本达到97%保证率的标准；结合河道整治，下游地区防洪能力由5年一遇提高到20年一遇；同时河道生态环境得到改善。

坝址区公路连接着坝址两岸及输水隧洞进口闸门井等主要枢纽建筑物的交通，并将大坝左、右两岸与闲祝公路相连；公路内侧边坡岩性较差，大量坡面已采用了挂网喷混凝土防护，但在降雨等不利工况下，仍存在一定的安全隐患，威胁坡脚车辆及行人安全。目前，国内外学者和工程技术人员主要集中于高速公路路堑边坡稳定治理研究［1_5］，同时重点解决高边坡地质灾害问题［6_9］以及生态治理边坡措施［12_15］。因此，在前人分析研究的基础上，基于闲林水库坝址区公路特点，提出了对应的生态治理边坡措施，供类似工程参考、借鉴。

2　边坡地质条件

2.1地形地貌

坝址区公路边坡位于闲林水库坝址两岸，山坡地形总体较陡，一般40°～50°，坡面植被茂密。坝址处河床高程约40 m，河流曲折延伸，总体流向自西向东；谷底地形较开阔，宽约150 m，两侧漫滩发育，河谷横断面呈“U”型。闲林水库坝址左岸公路位于坝后山坡，依山而建，起点接闲祝线，终点接左坝肩，路面高程约53～74 m。左岸山体较雄厚，受冲沟切割影响，坡面曲折，总体走向N60°E ～N50°W；山坡地形陡峻，自然边坡一般40°～50°，局部工程边坡大于65°，坡顶地形相对较缓，一般20°～30°，坡顶高程约100～105 m。

右岸公路起点位于朱田坞，路面高程约46～74m，向SE依山而上，连接右坝肩、引水进口闸门井。右岸山体较单薄，为多条小冲沟切割，坡面地形起伏较凌乱，总体走向约N60°～70°E；山坡地形较陡，自然边坡一般为35°～50°，局部工程边坡大于60°，坡顶为狭长山脊，地形平缓，一般10°～20°，坡顶高程约90～105 m［10］。

2.2地层岩性

覆盖层浅薄，边坡大部基岩裸露，区内分布的基岩地层为奥陶系上统文昌组（O3w）地层，区内分布的奥陶系地层为上统文昌组的第一段和第二段。文昌组第一段地层岩性主要为青灰、灰绿色粉砂质泥岩，厚层层状为主，局部夹少许岩屑细砂岩，岩性较软，岩体表部多风化呈灰黄色，分布于坝址左岸；文昌组第二段地层岩性主要为青灰、灰绿色泥质粉砂岩，厚层～块状，局部夹少许岩屑细砂岩，岩性中等坚硬～较软，分布于坝址右岸。零星分布的第四系主要为残坡积物（Qel+dl）、坡洪积物（Qdl+pl）和崩坡积物（Qcol+dl）。

2.3地质构造

坝址区公路边坡位于罗坟尖～大坟山向斜北翼，受构造影响，地层产状陡倾，其中左岸岩层层面产状约N45°E，SE∠75°～85°，右岸岩层发生倒转，层面产状约N25°～45°E，NW∠50°～75°。边坡无区域性断裂通过，数条小断层发育，规模不大，多节理裂隙发育。

2.4水文地质

坝址区公路边坡地下水主要来源于大气降水补给，以基岩裂隙水为主，主要赋存于基岩裂隙及破碎带中，属潜水类型，边坡坡面地表水系不发育。边坡地形多陡峻，节理裂隙发育，岩体渗透性良好，地下水埋深总体较深，地下水活动性强。边坡范围内未见地下水露头，勘探钻孔揭露的左岸公路边坡地下水埋深一般20～25 m，右岸边坡地下水埋深一般15～20 m，局部8～10 m。

3　变形破坏

坝址区右岸边坡岩体节理裂隙发育、相互切割，局部长大节理顺坡陡倾且平行密集发育，结构面结合差，在工程开挖、雨水冲刷等不利工况下产生垮塌。查明右岸边坡发育垮塌3处（C1～C3），均产生于边坡浅表部破碎岩体强风化带内。

C1：为新近发生，位于坝址区右岸牛坞畈沟沟口右岸附近边坡，坡面地形约45°～60°，垮塌平面上呈不规则半圆形，后缘高程约90 m，前缘高程约74 m，宽约15～20 m，为浅层强风化岩体垮塌，垮塌物堆积于场内公路路面，方量约200 m3。勘查期间，该崩塌后缘坡顶仍有拉张裂缝发育（L2），N70°～80°E展布，延伸长约15 m，张开5～10 cm，可见深度约1 m，坡顶有少量弃渣堆积。

C2：位于坝址区右岸边坡，距C1下游约80 m，坡面地形约50°～60°，垮塌平面上呈不规则长条形，后缘高程约83 m，前缘高程约74 m，宽约5～8 m，垮塌物已崩落、清除，残留空腔。该垮塌规模小，主要为边坡表部客土及表层岩体垮塌。

C1和C2滑坡主要由于两处边坡泥质粉砂岩以强风化为主，仅局部坡脚岩体弱风化，坡内地下水埋深较大，节理裂隙发育，结构面总体结合差，岩体属碎裂镶嵌～碎裂结构，全段均有顺倾坡外的不利结构面或其不利组合发育，边坡岩体质量Ⅳ类为主。现状边坡较高，坡形陡峻，岩体质量较差，边坡整体欠稳定。

C3：位于右岸坝后边坡，距坝肩约30 m，坡面地形约45°～60°，垮塌平面上呈不规则倒梯形，后缘高程约85 m，前缘高程约60 m，宽约20～25 m，为浅层岩体垮塌，垮塌物堆积于坝后坡脚，大部已被清理，残留方量约50 m3。

C3滑坡主要由于边坡分布地层岩性为O3w2泥质粉砂岩为主，夹部分细砂岩，边坡上部岩体强风化，中下部岩体弱风化，岩质总体较软，局部存在不利结构面组合并产生垮塌，局部欠稳定。

4　边坡综合治理措施

4.1 工程规模

根据现场实际情况将治理坡面分为左岸边坡及右岸边坡两部分，左岸边坡由大小不等的3块混凝土封闭边坡组成（分别为Ⅰ号坡面、Ⅱ号坡面、Ⅲ号坡面），现状最大坡高约30 m，现状坡面面积约6 000 m2；右岸边坡由大小不等的7块边坡组成（Ⅳ～Ⅹ号坡面），现状最大坡高约25 m，现状坡面面积约28 000 m2，现状坡面面积合计约34 000 m2。场内边坡大部分进行了挂网喷混凝土治理，少量进行了生态恢复治理，但边坡发生了垮塌。坡脚道路已修建完善，宽约7.0 m，高程46～74 m，边坡下方已修建有排水沟，坡顶大部分修建有截水沟。限于篇幅，本文只针对3处发生滑坡的Ⅳ（发生滑坡C3）、Ⅷ_2（发生滑坡C1、C2）坡面边坡综合治理措施进行详细阐述（见图1）。

图1　大坝右岸公路边坡综合治理工程平面布置

4.2治理思路

以场地地质环境条件、边坡稳定性状况及当地技术经济条件为前提，边坡开挖现状为事实，勘查成果与结论为依据确定综合治理方案，优先采用技术可行、施工简便、投入少的防治方法，按永久性边坡治理进行考虑，消除隐患，恢复生态环境。充分考虑现场施工条件，合理选择边坡支护方案，确保方案顺利实施；采用科学合理的绿化治理方案，达到生态治理与美化环境的目的。

对于Ⅳ（发生滑坡C3）、Ⅷ_2（发生滑坡C1、C2）坡面经处理后喷混植生复绿，内置单层铁丝网（见图2～图4）［11］。

图2　喷混植生结构剖面

图3　铁丝网及桩钉平面结构（单位：cm）

图4　铁丝网编织结构及连接（单位：cm）

4.3施工工序

每平方米坡面（按10 cm厚度计）基质配合比：泥炭土5 kg，过筛腐植土0.3 m3，草纤维5 kg，保水剂40 g（视具体情况可调），复合缓释肥80 g，粘合剂30～50 g（可调），种子一小袋（已配好），计量单位v350搅拌机料斗，水可以根据喷射情况做出调整，以达到既能粘结在岩面上又不致产生流淌为宜。施工工序：坡面处理—铺网、钉网—喷混植生—养护管理。

4.3.1坡面处理

人工清除表面松散石块及坡面杂物，特别针对机械处理后遗留的松渣或浮石等，不仅保证坡面干净无隐患，还要保持坡面基本平顺。

4.3.2铺网、钉网

铺网：坡顶内侧50～100 cm始向下铺设网孔5 cm×5 cm的镀PVC菱形铁丝网，在马道处断开，马道延伸不低于50 cm，继续向下铺设至坡脚，左右两片之间搭接宽度不小于10 cm，坡面有锚杆处必须套进锚杆。

钉网：采用φ10mm、长度约18 cm的 “L”形螺纹钢钢锚钉（弯钩长度3 cm，杆体15 cm）。坡顶锚钉横向间距50 cm，坡面搭接处间距100 cm，其余位置按4～5枚/m2梅花形布置，完全嵌入；对于个别不平顺的坡面须增设锚钉达到铁丝网贴附坡面并与坡面保持3～4 cm间隙。所有网边搭接处必须勾接牢固。遇坡顶部岩石松软、破碎，更换为锚杆，入岩深度100 cm，于坡顶线、马道外缘线不低于100 cm布置，网随锚杆位置铺设。

4.3.3垫木条

坡面钉网结束后，为了增加坡面的粗糙度和保证基质在坡面停留的稳定性，便于基质厚度的控制作业，根据坡面实际在坡面光滑部位与网材之间梅花形布置木条，规格φ5 cm，L50 cm。

4.3.4引流

在前期坡面渗水调查的标记点处采用打孔或人工掏挖的方式形成孔洞，内部插入排水花管，用水泥砂浆封闭孔口，保证渗水全部排到排水管内，排水管由渗水口延伸到坡脚，从而起到保护坡面免受冲刷的作用。

4.3.5喷混植生

待上述工序结束后即可进行喷混植生。将保水剂、粘合剂、植物纤维、泥炭土、腐植土、缓释复合肥、种子等混合基质按比例搅拌均匀后用高压缩空气通过喷射机喷射，在枪头处与水混合成润料最终粘结在坡面和铁丝网上，喷射一次成型，最终喷射混合料平均厚度达16 cm。过程中材料混合比例严格控制，用水量以基质最佳粘结于坡面为准，不得产生流淌。

4.3.6种子配合比

针对余杭区气候、水文条件，结合当地土质以及施工时间，选择如下植物种。冷季型草本：高羊茅（2g/m2）；暖季型草本：百喜草（3g/m2，狗牙根（1g/m2，豆科：紫花苜蓿（1g/m2），灌木：紫穗槐（2g/m2），胡枝子（1.5g/m2），马棘（1.5g/m2），多花木兰（2g/m2），种子配比要求搭配均匀，构成灌草型的多物种群落；外来物种必须提供检疫报告；禾本科植物种子质量不低于GB 6142—1985规定的二级标准；乡土种要在使用前进行发芽率试验；要求种子和泥炭、粘合剂、保水剂、营养液充分搅拌均匀后一次性播于坡面，做到播种均匀，不多喷、不漏喷。