水利水电工程高边坡的治理与加固探讨

刘克伟

（中国水利水电第六工程局有限公司，辽宁，丹东，118000）

水利水电工程高边坡的治理与加固探讨

刘克伟

（中国水利水电第六工程局有限公司，辽宁，丹东，118000）

本文主要从混凝土抗滑结构的应用、锚固技术的应用及减栽、排水等措施的应用去论述水利水电工程高边坡加固治理措施。

高边坡；水利水电工程；加固治理

岩质边坡高度大于30 m为高边坡，土质边坡高度大于20 m即为高边坡。边坡的稳定性，直接决定着工程修建的可行性，影响着工程的建设投资和安全运行，甚至是不少高边坡工程成为制约工程进度和成败的关键。为了能加快我国水利水电边坡工程的建设步伐，提高边坡的稳定性，本文仅就水利水电工程岩质高边坡的加固治理措施作简要介绍。

一、混凝土抗滑结构的加固治理方法及应用

1、混凝土抗滑桩

抗滑桩是穿过滑坡体深入稳定土层或岩层的柱形构件，用以支挡滑体的滑动力，一般设置于滑坡的前缘附近，起到稳定边坡的作用，尤其是滑动面倾角较缓时，其效果更好。为了能使抗滑桩更有效的防止滑坡，在设置时应将桩身全长的1／3或1／4埋置于滑坡面以下的完整基岩或稳定土层中，并灌浆使桩和周围岩土体构成整体，设置于滑体前缘部分，使其能承受相当大的压力。

2、土沉井

沉井是一种混凝土框架结构，施工中一般可分为数节进行。在滑坡工程中既起抗滑桩的作用，也具备了挡土墙的作用。沉井结构设计是根据沉井的受力状态、基坑的施工条件和沉井的场地布置等因素来决定的，其结构平面呈“田”字形，井壁和横隔墙的厚度主要由满足下沉重量而定。

沉井施工包括平整场地、沉井制作、沉井下沉及封底，其中沉井下沉和封底是施工的难点。沉井下沉时，应尽量减少土体作用在沉井外壁的摩阻力，而且混凝土强度必须达到100%时方可开始挖土下沉，同时下沉过程中需控制防偏问题，并做好及时纠偏措施等。另外在封底前，应注意清洗基面，在混凝土强度达到70%时，应浇筑混凝土封底。

3、凝土挡墙

混凝土挡墙是治坡工程中最常用的一种方法，它能有效地从局部改变滑坡体的受力平衡，阻止滑坡体变形的延展。这种方法可与排水等措施联合使用，具有结构简单，能快速起到稳定滑坡作用等优点。在设计混凝土挡墙时。应根据最低滑动面的形状和位置来设计挡墙基础的砌置深度，并在墙后设置泄水孔，使其不仅能削弱作用于挡墙上的静水压力，还能防止墙后积水浸泡基础而造成的挡墙滑移。

二、锚固技术的应用

锚固技术是将一种受拉杆件的一端固定在边坡或地基的岩层或土层中，这种受拉杆件的固定端称为锚固端(或锚固段)，另一端与工程建筑物联结，可以承受由于土压力、水压力或风力所施加于建筑物的推力，利用地层的锚固力以维持建筑物的稳定。锚固技术按结构形式可分为以下几类：

1、锚固洞

锚固洞加固，是治理边坡稳定的一种有效措施。在锚固洞加固的过程中应当要遵循由内向外、自上而下、循序渐进、逐层加固的原则，同一结构面的锚固洞应跳洞开挖施工，避免结构面上抗滑力的削弱，从而影响边坡的稳定。由于锚固洞已经具有一定的倾斜度，防止了混凝土与洞壁的结合不实，同时采取洞桩组合结构的受力条件远较传统悬臂结构合理，能够提供较大的抗力。

2、喷混凝土护坡

混凝土框架对滑坡体表层坡体起保护作用并增强坡体的整体性，防止地表水渗入和坡体的风化。框架护坡具有结构物轻，材料用量省，施工方便，适用面广，便于排水的特点，并把混凝土运输、浇筑、捣固结合在一起，实现机械化连续施工的新型混凝土施工工艺。因其是依靠一定的冲击速度喷射而成的，因而其作为临时支撑比木结构的强度高，比钢结构更经济。配合使用锚杆，能减少洞室开挖量，减薄衬砌厚度，节约水泥用量。特别是喷混凝土施工时，可以不用模板，不立拱架，加大洞内的有效空间，施工时能紧跟开挖面进行喷射，减少岩石暴露风化的时间，及时控制围岩的变形。

3、预应力锚固

在高边坡施工过程中为保证开挖与锚固同步施工，应及早对岩体施加预应力，才能加快工程进度，确保边坡的稳定。而采用预应力锚索进行边坡加固，具有不破坏岩体，施工灵活，速度快，干扰小，受力可靠，且为主动受力等优点，加上坡面岩体抗压强度高，因此，在很多工程的边坡治理中都得到大量应用。

其具体施工如下：

（1）锚孔钻造。洞室开挖应按照设计桩号采用拉线尺量，结合水准测量进行放线，并用贴钎和油漆标记准确定位锚孔位置；钻机严格按照设计孔位、倾角和方位准确就位，锚孔下倾与水平面夹角为20度。倾角误差不超过±l度，方位误差不超过±2度；锚索钻孔要求干钻，禁止开水钻；在钻进过程中应对每个孔的地层情况、地下水情况等认真做好记录，如钻孔成径、孔深要求不得小于设计值，并超钻50 cm，钻进达到设计深度后，不能立即停钻，要求稳钻3 min～5 min，同时应及时进行锚孔清理；钻造结束后，须用高压空气将孔中岩土粉及水全部清除出来，并经现场监理检验合格后，方可进行锚索(杆)安装。在完成后，应在24h内进行锚筋体安装和锚孔注浆，以避免长时间搁置造成塌孔。

（2）锚索(杆)制作。锚索材料选用高强度、低松弛预应力钢铰线；锚筋下料时应整齐准确。误差不大于+50mm，预留张拉段钢绞线为1.5 m，并注意各单元体长度的不同值；锚索在制作时，应将无粘结钢绞线绕绕承载体弯曲成u型，并用钢带与承载体绑扎牢固；注浆管与隔离架应按设计要求安设，注浆管底端距孔底20 cm；各单元锚杆的外露端应做好永久性标记；制作好的锚索体在运输和安装过程中，不能出现死弯折，不得损坏隔离架、注浆管及钢绞线外包的涂塑层。

（3）锚孔注浆。锚杆注浆的注浆材料应严格按照经试验合格的配比备料，并应严格按照配合比搅拌均匀，浆体强度不低于40 Mpa；应采用水灰比0.4：0.5的纯水泥浆。锚孔采用孔底返浆法进行注浆，并且注浆要一次完成，中间不得间断，待砂浆强度达到设计强度后，方可进行锚索张拉。注浆过程应认真做好现场注浆记录，每批次注浆都应进行浆体强度试验，试验不得小于两组。当锚索张拉锁定后，应向锚头与自由段间的空隙实施充填灌浆。

三、减载及排水等措施的应用

在有条件的情况下，减载压坡应是优先考虑的加固措施，主要包括以下几种手段：

1、减栽反压

减载反压在边坡加固治理中应用广泛。减载的目的在于降低坡体的下滑力，其主要方法是将滑坡体后缘的岩土削去一部分，但单单减载有时并不能起到阻滑的作用。最好是与反压措施结合起来，即将减载削下的土石堆于边坡或滑坡前缘阻滑部位，使之既能起到降低下滑力，又增加抗滑力的良好效果。此措施应用于上陡下缓的滑坡效果更好。

2、表里排水

（1）排除地表水，即是要拦截流入边坡变形破坏区的地表水流，包括泉和雨水。如，可在滑坡体外修建拦水沟、排水沟的方法排水；在滑坡体内的地表水，可利用地形和自然沟谷，布置树枝状排水系统。排除了地表水，可减小滑动力，降低了附近岩土体的含水量或孔隙水压力，达到了增强抗滑力和提高边坡稳定性的作用。

（2）排除地下水的方法，可根据地下水的埋深分为浅层地下水和深层地下水排水工程两种。浅层地下水排水工程可采用截水沟、盲沟和水平钻孔等方法；深层地下水排水工程可采用截水盲沟、集水井、平孔排水和排水廊道等方法。排除了地下水，将尽可能降低边坡岩体地下水位，减小渗水压力，改善边坡稳定条件，提高边坡稳定性。

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TU684

1674-3954（2011）03-0345-01