戈兰滩水电站高边坡治理综述

耿振云 李鑫淼 张军劳

戈兰滩水电站高边坡治理综述

耿振云 李鑫淼 张军劳

戈兰滩水电站位于云南普洱市和红河州的界河李仙江上，该地区为极多雨地区，覆盖层厚，谷岭高差最大超过650 m。两岸地形坡度一般为35°～40°，局部超过45°。工程开挖形成左、右坝肩和厂房后边坡3个工程高边坡区，施工过程中又形成了左岸绕坝路和右6#路2个塌滑体。戈兰滩水电站设计中针对不同类型的高边坡特点，因地制宜地采取工程措施，可供类似工程借鉴。

戈兰滩水电站 边坡 治理 防护

戈兰滩水电站坝址区河谷为基本对称的V形谷，两岸山顶高程最高达1 025 m，谷岭高差最大超过650 m。两岸地形坡度一般为35～40°，局部超过45°，自下而上逐渐变缓；除河床及两岸下部一般岩体裸露外，上部覆盖层厚度较大，基岩最大埋深20～40 m不等。工程区开挖主要形成3个2级边坡：左坝肩、右坝肩和厂房后边坡，永久边坡高度超过200 m。施工中又形成了左岸绕坝路和右岸6#路2个塌滑体。

1 边坡治理措施

1.1 锚喷

锚喷是一种浅表性边坡防护措施，喷射混凝土同时具有封闭裂隙，防止坡面冲刷，防止地表水下渗和岩体进一步风化剥落的功能。戈兰滩水电站边坡锚喷防护主要用于岩性较差、强度较低、易于风化的强风化岩石边坡。施工过程中，对部分土质边坡也使用过喷混凝土防护，尽管起到了一定的防雨水冲蚀作用，但整体效果不佳。

1.2 预应力锚索

预应力锚索属于主动抗滑结构，由锚索穿过软弱岩层或滑动面进行张拉，从而对岩层施加压力，对不稳定岩体进行锚固，可系统设置，也可对局部不稳定岩体集中设置。戈兰滩水电站采用了500、700、1 000、2 000 kN四种吨位的无粘结预应力锚索，间排距一般4～6 m，其中500 kN的预应力锚索主要用于岩石风化强烈，承载力低的坡面上，采取了适当扩大锚头受力面积或将锚头设置在混凝土格构梁交叉点位置的做法。

1.3 轻型支挡

轻型支挡主要应用在6#路塌滑体治理和绕坝路塌滑体治理。6#路塌滑体采用贴坡式挡墙辅以预应力锚索保持稳定。绕坝路塌滑体因地基承载力低，采用钢筋混凝土底板，镶嵌式斜面板加锚筋桩，板后回填石渣的加固方案，结构较轻巧。

1.4 抗滑桩

当边坡滑动面以下为稳定的基岩或密实的土层，能提供可靠的嵌固力时，可采用抗滑桩加固边坡。在右岸6#路塌滑体治理中采用抗滑桩板墙型式，取得了较好的效果。

1.5 格构梁

在左坝肩边坡、电站进水口边坡、厂房进场路边坡采用了格构梁，且根据边坡稳定状态，部分格梁节点采用锚筋桩或预应力锚索锚固到深层岩体。由于格构框格内可以植草，有利于植物生长，美化环境的效果较好。

1.6 土工格栅

在进厂道路边坡填方段采用土工格栅，形成加筋土结构，具有施工简便、造价低廉的特点。

1.7 排水

戈兰滩水电站边坡开口线3～5 m的范围外设有排水 “天沟”，每级马道坡脚设马道排水沟，沿坡面每隔一定距离设坡面竖向排水沟。各排水沟最终与坡脚主排水沟相连，有组织地将坡面汇水导入河道。

喷混凝土防护坡面一般设Φ75 mm的排水管，间排距3 m，入岩1 m，外露5 cm，倾角5°。

此外，对左右岸坝肩和厂房边坡还设置了排水平洞，洞内设排水孔以降低边坡地下水位。

1.8 三维植被网

戈兰滩水电站对部分土质边坡采用了三维植被网护坡。三维植被网是利用活性植物并结合土工合成材料等工程材料，在坡面构建一个具有自身生长能力的生态防护体系统。由于使用部位高程较高，养护难度大，加之所选草种的环境适应性，起始效果并不理想。但随着工程建设，环境改善，长时间的自然选择，草种飘落生根，后期效果仍然较好。

2 左坝肩边坡治理

左坝肩坝顶以上永久边坡高160 m，岩体有华力西期（ν43）辉绿岩、辉长岩等侵入岩及二叠系上统龙潭组（P2l2）的蚀变玄武岩、凝灰岩及火山角砾岩等，岩性多变，其弱风化结构多为次块状，局部为镶嵌碎裂结构，稳定性主要受控于岩体中的结构面；边坡上部的残积物、全风化岩体及强风化上部岩体强度低，在降水作用下易发生破坏。

坝肩开挖边坡，弱风化岩体1∶0.5，强风化岩体1∶0.75，全风化岩体及以上土体1∶1.1。边坡每15 m高差设1级马道，马道宽度3.0 m。边坡开挖过程中，未发现有大的不利稳定的结构面存在，边坡整体稳定性较好。边坡上部土质边坡采用三维植被网护坡；强风化岩质边坡喷锚支护。喷混凝土厚度10 cm，强度等级为C20，钢筋网Φ6.5@20 cm×20 cm，钢筋网采用土钉固定。土钉间、排距均为1.0 m，采用Ⅱ级Φ22 mm螺纹钢筋制作，每根长1.58 m，入土深度1.50 m。

强风化岩体坡面排水孔直径75 mm，间、排距（立面上）均为3 m，梅花形布置，入岩体1 m。排水孔与水平夹角5°。

土质、全风化岩坡面内，排水孔采用Φ75mmPVC排水花管 （4Φ6@30 cm），外包1层300 g/m2透水土工无纺布。排水孔间、排距均为4 m，梅花形布置。排水孔与水平夹角5°。PVC排水花管长10.15 m，其中入岩（土）体10 m，外露0.15 m。

3 厂房后边坡治理

厂房后边坡高约130 m，基础岩体主要为华力西期中基性喷出岩（P2M）安山岩及二叠系上统龙潭组P2l2段的凝灰岩、火山角砾岩及凝灰质泥岩等。其中P2l2段地层主要出露在顶部约40 m范围，以下主要安山岩。P2l2段岩体呈强风化状，坡顶30 m呈全风化状，岩体破碎、强度低，上部覆盖有残积物，采取了三维植被网防护。安山岩有囊状风化现象。强风化安山岩体为镶嵌碎裂结构，岩体完整性较差，边坡开挖过程中有小的掉块及超挖现象发生，岩体的稳定性受控于岩体中的结构面，部分区域有沿结构面的塌滑现象发生。

强风化以上岩体，主要破坏形式为圆弧面滑动或沿基岩顶面折线滑动，根据边坡具体条件按圆弧破坏面寻找最危险滑弧或按折线滑动面，求出稳定安全系数。对强风化至微新岩体主要为沿构造面滑动，按折线或直线滑动面计算出相应的稳定安全系数。对圆弧滑动面，采用简化毕肖普法。对直线或折线滑动面，采用不平衡推力传递法。

受河床狭窄布置限制，厂房厂区地面高程394.1 m以上永久边坡局部较陡，高程394.1～436.0 m开挖边坡为1∶0.25，高程436.0～468.0 m为强风化岩体，开挖边坡1∶0.75；在高程453.0 m设马道，马道宽度3 m；高程468.0～530.0 m每15 m 设1级马道，马道宽度3 m。每级马道设排水沟，断面尺寸0.3 m×0.3 m。边坡周边设排水天沟。高程498.0 m以上边坡采用生态防护：三维植被网植草护坡；高程436.0～498.0 m以下边坡采用喷锚支护： 喷混凝土为C20厚度10 cm，钢筋网Φ6.5@20 cm×20 cm。锚筋和排水孔布置与左坝肩相同。

经计算，在高程416.0～436.0 m、厂横0-005.5上游布设253根700 kN无粘结预应力锚索，锚索间排距4 m，梅花形布置，锚索间采用喷锚支护。

在厂房后边坡内高程374.2 m设置3 m×3.5 m排水平洞，洞内向下、向上各设2排排水幕。

4 右岸6#路塌滑体抗滑桩设计

6#公路位于右岸坝前，属于施工临时公路。该处自然上坡较陡，基岩为砂、泥岩，全风化层及坡残积层较厚。受降雨影响，2007年8月发生大面积边坡塌滑，塌滑体长度约250 m、高约130 m，塌滑体剪出口在公路路面附近。6#公路塌滑体的治理原则是：下部压脚、中部支挡、顶部适当削坡，并对坡面进行必要修整和防护，加强排水。其中支挡措施包括沿路里侧设置混凝土桩板墙、贴坡式挡墙和重力式挡墙。

6#公路塌滑体边坡稳定分析采用不平衡推力传递法，计算参数见表1，计算工况包括持久工况、短暂工况（暴雨）、偶然工况（考虑地震力）等，各计算工况成果见表2。

按以上剩余下滑力计算成果，设计单桩水平承载力8 000 kN。设抗滑桩15根，抗滑桩断面面尺寸2 m×3 m，桩间据6 m，桩长13～17 m，地面以上桩板墙高度6.5～8.5 m，抗滑桩嵌入深度5～10 m（其中进入弱风化岩体深度不小于7 m），桩之间设厚度0.5 m的混凝土墙体，与抗滑桩整体浇注。

TV698

B

1007-6980（2015）04-0001-03