某水电站泥质边坡处理

康晓娟，许战军

(中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司，西安 710065)

1 边坡概况及地形、地质条件

该水电站为跨流域引水式电站，电站厂房位于山梁坡脚，边坡最大坡高101 m，开挖坡比1∶(1.2～1.6)。

厂房后边坡地形为山梁，边坡呈下陡上缓，山梁上游侧坡较陡，自然坡度45°～55°，局部为65°；下游侧坡较缓，自然坡度25°～35°，局部临冲沟段为55°。山梁两侧发育有冲沟，上游侧冲沟规模较大。坡体地层分为3层结构:第1层为连续分布的紫红色砂质黏土类，松散无胶结；第2层为泥质胶结的崩坡积碎石土，虽然密实，但遇水后易软化，且不连续；第3层为黄色、黑色、白色、紫色四色泥岩。

2 边坡病害特征

厂房后边坡开挖过程中陆续出现以下病害。

(1) 软化变形

厂房后边坡右侧有一条天然冲沟,冲沟常年有水，厂房边坡开挖后地下水沿坡面出露，在右侧边坡形成若干个出水点，出水量不大但很分散。坡面长期受水的软化作用后局部出现大的变形，局部最大变形达1～2 m。

(2) 拉裂缝

随着边坡开挖下切，厂房后边坡出现拉裂缝，随着下切的加深，拉裂缝宽度逐渐加宽，裂缝逐渐增多，拉裂缝平均宽度25 mm左右，主要集中在右侧边坡，左侧边坡基本未发现拉裂缝。

(3) 崩 塌

镇墩基础下切坡脚导致局部拉裂缝加宽加多，裂缝发展到一定程度后整个坡面出现泥岩崩解坍塌。

(4) 雨水冲沟

工程期雨季降雨集中且降雨量大，泥岩坡面抗冲能力差，降雨在坡面形成多处冲沟，最深达80 cm左右，宽度1～2 m。

(5) 坡面松动喷混凝土失稳

雨季期间用于保护开挖面的挂网喷混凝土面整体与坡面脱离掉落。

3 破坏机理分析

该水电站厂房后边坡出现以上现象主要与地质构造、岩性和水的作用密不可分。从规律看，左侧边坡好于右侧边坡，上部好于下部，这种规律与地下水活动规律一致。

边坡右侧存在一条常年有水的冲沟，地下水沿冲沟向山体内渗透，左侧边坡地下水出漏，坡面出现多个出水点。泥岩强度低、易崩解、吸水膨胀、失水收缩开裂。这些岩石特征和丰富的地下水导致边坡坡脚泥岩软化、引起地表开裂，诱发厂房后边坡产生向基坑方向的变形。镇墩基础切脚开挖，加剧后边坡局部开裂变形，坡体“下部变形量大，上部变形量小”，属典型“牵引式”变形特征。当变形发展到一定程度后出现失稳崩塌破坏。坡面变形和拉裂缝的出现导致雨水进入，将喷混凝土和边坡结合面细颗粒带走掏空，引起喷混凝土面失去支撑而脱离滑落。

4 处理措施

(1) 加快厂房基坑混凝土浇筑，尽早回填场坪压脚

为了降低厂房基坑对厂房后边坡的影响，现场调整施工计划，首先施工厂房四周一期混凝土封闭厂房基坑，并提前对上游场坪进行回填处理，既降低边坡高度也为边坡坡脚提供了压载。

(2) 边坡回填

施工期厂房边坡形成大量的拉裂缝，分布范围较广，且裂缝较宽。另外在边坡高处局部形成坍塌和松动体。这些部位不进行处理不但影响边坡运行安全，也不满足环境美化的要求。在边坡已经形成的条件下，机械很难再去对边坡进行处理。针对现场实际情况，确定在满足厂房上游交通和变压器布置的前提下，对厂房后边坡进行回填处理。回填体坡面坡度为1∶2，回填高度为边坡高度的1/3。回填体采用碎石土回填，分层碾压，压实系数不小于0.92。坡面采用斜坡碾压或采用超填削坡。回填体范围内的松动边坡，必须把松动体分层挖出并回填碾压至密实。回填体内布置4层排水盲沟，排水盲沟出口要与横向或纵向排水沟相接。

(3) 坡面防护+系统排水

对回填体以上未出现拉裂缝的边坡采用框格梁+植草的方式进行防护。其它边坡直接植草护面，草皮表面用钢丝网固定。整个坡面布置系统排水，各级马道坡脚和回填体坡面均布置横向排水沟和纵向排水沟。在地下水丰富的部位布置排水花管(反滤土工布包裹)，花管排距5 m、深4 m、直径10 cm、仰角10°、外露10 cm。

(4) 布置监测点

边坡处理完成后在整个边坡布置了永久观测点，用于对边坡的运行状态进行监测。

5 结 语

采取以上措施后，经过1 a的运行，监测数据显示边坡未发生大的变形，边坡整体稳定安全。总结该边坡的处理过程，有以下几点认识可为其它类似边坡处理提供借鉴。

(1) 对于泥岩边坡治水是关键

泥岩遇水软化特性决定治理泥岩边坡必先治水。泥质边坡勘察中要重视对地下水的勘探，边坡开挖前要制定完善的水处理措施，利用排水花管等方式将地下水提前引出并排走，泥岩的性质确定其出漏的地下水很分散，往往以出水点或者整个面出水方式向外排水，在坡面收集的难度很大。

(2) 加宽马道比放缓边坡更有效

泥岩边坡在没有水作用的情况下边坡整体稳定性较好，施工过程中经过太阳暴晒、雨水浸泡等自然作用往往出现浅层的病害。留有足够宽的马道不但可以提高边坡的稳定性，而且一旦边坡出现病害方便机械进入进行处理。

(3) 重视边坡表面防护，宜早不宜晚，宜柔性

泥岩边坡抗冲刷能力弱且易变形，开挖过程中要及时支护，采用柔性防护措施有更好的适应变形的能力，不易发生因为边坡的变形而引起支护结构的破坏，对于降雨强烈的地区种植草皮是一种非常有效的方式。