水利水電工程施工中高邊坡加固技術(shù)的應用
摘 要：本文闡述了在水利水電工程的施工過程中，高邊坡加固與治理措施上的一些難題與解決辦法，及水利水電工程高邊坡加固和治理對工程的重要性。
關(guān)鍵詞：水利水電工程,高邊坡,加固,治理
1.水利水電工程高邊坡加固與治理的目的
在水利水電工程主要水工建筑施工過程中經(jīng)常碰到巖質(zhì)高邊坡的治理問題，如水庫溢洪道開挖后的邊坡、大壩岸坡開挖后的邊坡及水電站前池、明渠、隧洞口開挖后的邊坡等均存在高邊坡的加固與整治問題。高邊坡加固與整治措施多種多樣，技術(shù)復雜的程度也各不相同，但目的均是為了防止邊坡的滑動，提高巖體穩(wěn)定性，確保邊坡的整體穩(wěn)定，從而保障高邊坡下的水工建筑能夠安全運行，充分發(fā)揮其技術(shù)與經(jīng)濟運行能力。
2.高邊坡加固治理方法及應用
2.1混凝土抗滑結(jié)構(gòu)的應用
2.1.1混凝土抗滑樁
抗滑樁是穿過滑坡體深入穩(wěn)定土層或巖層的柱形構(gòu)件，用以支擋滑體的滑動力，一般設(shè)置于滑坡的前緣附近，起穩(wěn)定邊坡的作用，用于正在活動的淺層和中層滑坡效果較好。為了能使抗滑樁更有效的防止滑坡，在設(shè)置時應將樁身全長的1/3～1/4埋置于滑坡面以下的完整基巖或穩(wěn)定土層中，并灌漿使樁和周圍巖土體構(gòu)成整體，并設(shè)置于滑體前緣部分.使其能承受相當大的壓力。
2.1.2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)進行，其結(jié)構(gòu)設(shè)計是根據(jù)沉井的場地布置、受力狀態(tài)及基坑的施工條件等因素決定。在高邊坡工程中，沉井具有抗滑樁的作用和擋土墻的作用。
沉井施工包括平整場地、沉井制作、沉井下沉及封底，且其中的沉井下沉和封底是沉井的施工難點。沉井下沉，是沉井的關(guān)鍵工序，其質(zhì)量的好壞將直接影響工程的質(zhì)量和進度，在下沉時，應盡量減少土體作用在沉井外壁的摩阻力;應在混凝土強度達到100%時方可開始挖土下沉;下沉過程中需控制防偏問題，并做好及時糾偏措施等。而封底如不成功，將會導致沉井內(nèi)部出現(xiàn)滲漏。嚴重影響沉井壽命，因此，在封底前，應清洗基面;在混凝土強度達到70%時，應澆筑混凝土封底。
2.1.3混凝土擋墻
混凝土擋墻是借助自身的重量以支擋滑體的下滑力的一種有效防止滑坡的常用方法，并可與排水等措施聯(lián)合使用。它能有效地從局部改變滑坡體的受力平衡，阻止滑坡體變形的延展，具有結(jié)構(gòu)簡單，能快速起到穩(wěn)定滑坡作用等優(yōu)點。在設(shè)計混凝土擋墻時。應根據(jù)最低滑動面的形狀和位置來設(shè)計擋墻基礎(chǔ)的砌置深度，并在墻后設(shè)置泄水孔，使其不僅能削弱作用于擋墻上的靜水壓力，還能防止墻后積水浸泡基礎(chǔ)而造成的擋墻滑移。
2.2錨固技術(shù)的應用錨固技術(shù)是將一種受拉桿件的一端固定在邊坡或地基的巖層或土層中，這種受拉桿件的固定端稱為錨固端(或錨固段)另一端與工程建筑物聯(lián)結(jié)，可以承受由于土壓力、水壓力或風力所施加于建筑物的推力，利用地層的錨固力以維持建筑物的穩(wěn)定。錨固按結(jié)構(gòu)形式可分為抗滑樁、錨洞、噴錨支護及預應力錨固(錨索)4類。
2.2.1錨固洞
錨固洞加固，是治理邊坡穩(wěn)定的一種有效措施。在錨固洞加固的過程中應遵循由內(nèi)向外、自上而下、循序漸進、逐層加固等原則，同一搞成結(jié)構(gòu)面的錨固洞應跳洞開挖施工，避免不利結(jié)構(gòu)面上已有抗滑力的削弱，從而影響邊坡的穩(wěn)定。
2.2.2噴混凝土護坡
噴混凝土護坡是一種生產(chǎn)效率高，施工速度快，不用模板，并把混凝土運輸、澆筑、搗固結(jié)合在一起，實現(xiàn)機械化連續(xù)施工的新型混凝土施工工藝。因其是依靠一定的沖擊速度噴射而成的，因而其作為臨時支撐比木結(jié)構(gòu)強度高，比鋼結(jié)構(gòu)經(jīng)濟。作為永久支護時，比現(xiàn)澆混凝土襯砌的早期強度高。配合使用錨桿。可以減少洞室開挖量，減薄襯砌厚度，節(jié)約水泥用量。特別是噴混凝土施工時，可以不用模板，不立拱架，加大了洞內(nèi)的有效空間，施工時能緊跟開挖面進行噴射，減少巖石暴露風化的時間，及時控制圍巖的變形。
2.2.3預應力錨固(錨索)
預應力錨索加固是通過錨固在坡體深部穩(wěn)定巖體上的錨索將力傳給混凝土框架，由框架對不穩(wěn)定坡體施加一個預應力，將不穩(wěn)定松散巖體擠壓，是巖體間的正壓力和摩阻力大大提高，增大抗滑力，限制不穩(wěn)定液體的發(fā)育，從而起到加固邊坡、穩(wěn)定坡體的作用。采用預應力錨索進行邊坡加固，其優(yōu)點有：在高邊坡或隧洞洞口明挖中采用，可增加邊坡穩(wěn)定。從而減少開挖量，也為提前進洞創(chuàng)造條件;可在水庫正常運行條件下用于混凝土壩體或壩基加固;用于修補混凝土裂縫或缺陷，可將集中荷載分散到較大范圍內(nèi);加固洞室。改善洞室的受力條件等。這些優(yōu)點使其在高邊坡加固中得到廣泛應用。其具體施工如下：
(1)錨孔鉆造。洞室開挖應按照設(shè)計樁號采用拉線尺量，結(jié)合水準測量進行放線，并用貼釬和油漆標記準確定位錨孔位置;鉆機嚴格按照設(shè)計孔位、傾角和方位準確就位，錨孔下傾與水平面夾角為20度。傾角誤差不超過±l度，方位誤差不超過±2度;錨索鉆孔要求干鉆，禁止開水鉆;在鉆進過程中應對每個孔的地層情況、地下水情況等認真做好記錄，如鉆孔成徑、孔深要求不得小于設(shè)計值，并超鉆50cm，鉆進達到設(shè)計深度后，不能立即停鉆，要求穩(wěn)鉆3min～5min，同時應及時進行錨孔清理;鉆造結(jié)束后，須用高壓空氣將孔中巖土粉及水全部清除出來，并經(jīng)現(xiàn)場監(jiān)理檢驗合格后，方可進行錨索(桿)安裝。錨孔鉆造完成后，應及時進行錨筋體安裝和錨孔注漿，原則上不得超過24h，以避免長時間擱置造成塌孔。
(2)錨索(桿)制作。錨索材料選用高強度、低松弛預應力鋼鉸線;錨筋下料時應整齊準確。誤差不大于+50mm，預留張拉段鋼絞線為1.5m，并注意各單元體長度的不同值;錨索在制作時，應將無粘結(jié)鋼絞線繞繞承載體彎曲成u型，并用鋼帶與承載體綁扎牢固;注漿管與隔離架應按設(shè)計要求安設(shè)，注漿管底端距孔底20cm;各單元錨桿的外露端應做好永久性標記;制作好的錨索體在運輸和安裝過程中，不能出現(xiàn)死彎折，不得損壞隔離架、注漿管及鋼絞線外包的涂塑層。
(3)錨孔注漿。錨桿注漿的注漿材料應嚴格按照經(jīng)試驗合格的配比備料，并應嚴格按照配合比攪拌均勻，漿體強度不低于40Mpa;應采用水灰比0.4：0.5的純水泥漿。錨孔采用孔底返漿法進行注漿，并且注漿要一次完成，中間不得間斷，待砂漿強度達到設(shè)計強度后，方可進行錨索張拉。注漿過程應認真做好現(xiàn)場注漿記錄，每批次注漿都應進漿體強度試驗，試驗不得小于兩組。當錨索張拉鎖定后，應向錨頭與自由段間的空隙實施充填灌漿。
2.3減載、排水等措施的應用
2.3.1減栽反壓
減載反壓在邊坡加固治理中應用廣泛。減載的目的在于降低坡體的下滑力，其主要方法是將滑坡體后緣的巖土削去一部分，但單單減載有時并不能起到阻滑的作用。最好是與反壓措施結(jié)合起來，即將減載削下的土石堆于邊坡或滑坡前緣阻滑部位，使之既能起到降低下滑力，又增加抗滑力的良好效果。此措施應用于上陡下緩的滑坡效果更好。
2.3.2表里排水
表里排水包括排除地表水和地下水。排除地表水，即是要攔截流入邊坡變形破壞區(qū)的地表水流，包括泉和雨水。如，可在滑坡體外修建攔水溝、排水溝的方法排水;在滑坡體內(nèi)的地表水，可利用地形和自然溝谷，布置樹枝狀排水系統(tǒng)。排除了地表水，可減小滑動力，降低了附近巖土體的含水量或孔隙水壓力，達到了增強抗滑力和提高邊坡穩(wěn)定性的作用。
排除地下水的方法，可根據(jù)地下水的埋深分為淺層地下水和深層地下水排水工程兩種。淺層地下水排水工程可采用截水溝、盲溝和水平鉆孔等方法;深層地下水排水工程可采用截水盲溝、集水井、平孔排水和排水廊道等方法。排除了地下水，將盡可能降低邊坡巖體地下水位，減小滲水壓力，改善邊坡穩(wěn)定條件，提高邊坡穩(wěn)定性。
3.水利水電工程高邊坡加固與治理的意義
總之，水利水電工程施工中，在高邊坡的加固與治理的過程中，新產(chǎn)品、新工藝、新技術(shù)的應用是減少施工投入、降低生產(chǎn)成本的有效途徑之一。因此，要加強項目施工技術(shù)、試驗、質(zhì)檢、機械制配等方面專業(yè)技術(shù)人員的力量，實施技術(shù)攻關(guān)，大膽嘗試、積極推進技術(shù)創(chuàng)新，并把新產(chǎn)品、新工藝、新技術(shù)的推廣應用和小創(chuàng)造、小發(fā)明納入本單位的獎勵序列。同時，要學習同行業(yè)施工新技術(shù)、新工藝實踐應用經(jīng)驗，通過技術(shù)創(chuàng)新和新工藝、新產(chǎn)品的應用，降低施工成本，提高經(jīng)濟效益。這對于水利水電工程高邊坡加固與治理才具有長遠的意義。
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