水电站厂内交通专用公路路基高边坡防护技术

郭贵兵

（中国水利水电第八工程局有限公司，湖南 长沙 410000）

某水电站位于湖南地区，地处深山峡谷，位置偏远，位于河流上游。该水电站的厂内交通专用公路主要位于县境内，起于大山谷的东侧，止于该地区大江大桥左岸。这条厂内交通专用公路全长57km，具有较为复杂的地质和地形条件，其沿线高边坡工程涉及到众多的影响因素，工程量庞大。这条厂内交通专用公路是联系水电站以及外部的重要通道，从开工以来，这条公路有过多次的高边坡的事故，滑坡坍塌影响较大，造成严重经济损失。

1 某水电站专用公路地质条件情况

1.1 地形地貌情况

在该厂内交通专用公路的工程区域中，河流由南向北的流向，并且位置上基本处于平行状态，两者被大山分割开来。专用公路的路线始于河畔，最终到达江边。在工程区域内具有较为复杂的地貌情况，地貌类型主要有河谷、峡谷区以及侵蚀构造中高山区等。

1.2 区域地质构造

该工程具有较为复杂的区域地质构造，总体呈现近南北向展布，并且存在一定的断裂发育。区内的褶皱被岩浆岩侵吞或是被断层破坏，但通常其形态都比较隐匿，导致形迹不是十分明显。在构造区内，断裂发育现象较为常见，存在较多的断层，其中大多数都为近南北向展布的断裂带。

在专用公路区域内，背斜以及倒转背斜是最为主要的两个褶皱，分布在山顶。由于断层破坏以及岩浆岩侵吞，这两个褶皱具有较为隐匿的形态，轴部处出漏短小，而东翼则完全消失，而在西翼处，虽然没有像东翼一样完全消失，但其形迹也是十分隐匿。在江河谷左岸处，断层西部具有单斜构造的古生代地层，并且倾斜向西，整个岩层倾角较大，大于45°。

1.3 水文地质气候

该工程地处亚热带气候区，在夏季和秋季的时候，具有较为充足的水汽，降水量通常较大，也经常性遇到持续性大雨以及暴雨。在大江处，支流数量相对较多，平常时期水流通常较小，当雨季来临时，河水呈现较猛的上涨趋势，甚至出现洪水泥石流现象。在公路沿线主要有基岩裂隙水、岩溶水、第四系孔隙潜水等类型的地下水。只有在大江西侧的部分地区中存在远距离补给的岩溶水类型地下水。由于工程所在地处于高原气候区，受到较强的西南季风以及高空西风环流的影响，呈现出寒暑差异较小而干湿季节明显的特点。

1.4 不良地质现象

该水电站厂内交通专用公路经过的地区常出现的不良地质现象，主要是以落石为主要特征的崩塌、以石流、水土等为主要特征的泥石流、以小规模滑溜和滑塌为主要特征的滑坡等。在工程的斜坡地段通常具有3～10m的基岩卸荷松动层厚度，1～8m之间的风化层厚度，上述不良地质情况对专用公路的路基边坡开挖以及结构物基础开挖产生严重的不良影响。

2 专用公路高边坡加固治理措施分析

在高边坡防护工程中，要解决的重点问题在于平衡边坡稳定性以及工程成本二者之间的关系，通过最为经济的方法来保证工程建筑物的边坡具有足够的可靠性和稳定性。在高边坡防治中，其原则在于结合工程具体情况并加以综合分析，最终确定处于临界稳定状态、欠稳状态以及失稳状态的边坡，采取科学合理的防治措施来保证其稳定性，从而使边坡具有一定的稳定程度。本文着重对以下几种高边坡加固措施进行总结与探讨。

2.1 加强锚固加固治理

在高边坡加固治理过程中，锚固技术的主要原理在于将锚杆受拉杆件一端在指定的高边坡位置处进行一定的加固，然后将锚杆受拉杆件另一端在周边的建筑体上进行加固，这样二者就能分担协同承受由于各种荷载而产生的拉力以及压力。而在实际的专用公路高边坡加固治理过程中，要结合具体的实际情况来采取适宜的锚固加固技术。例如，采用预应力锚固技术过程中，首先要在高边坡深层内部结构中安装固定锚索装置，从而有效分散高边坡力度。除此之外，还可以有效结合混凝土浇筑以及其他高边坡加固处理措施，从而完善锚固加固技术，更大程度地提高边坡稳定性。

而在实际的锚固加固过程中，要与工程实际相结合，按照先内后外的顺利来进行处理，避免由于施工冲突而造成的返工等问题。在高边坡防护治理过程中，如果采用锚杆加固与混凝土喷射相结合的方法，要在混凝土喷射前将高边坡表面结构清理干净，并且根据具体的设计要求来有效控制混凝土平整度以及厚度，为了保障锚孔钻洞具有准确的位置，要提前进行测量放线，从而给后续的高边坡加固治理提供准确的参照。在钻孔过程中，要对钻孔参数进行有效控制，保证其数值偏差处于可承受范围内，并且选择良好的地层状态，在材质以及型号方面，选择较为适宜的锚索材料。在开展锚孔注浆作业之前要检查浆体材料的质量情况，确保其属性质量能够满足相关要求和标准。

2.2 混凝土结构加固措施

（1）混凝土沉井结构。提前将高边坡场地进行充分的平整处理，为后续沉井下沉提供保障，结合工程中具体的实际情况，例如高边坡的结构分布等，制作规格和种类符合要求的混凝土沉井，如圆形沉井、阶梯形沉井等。在沉井作业过程中，在井壁维护结构下进行挖土作业，从而使得沉井在自重作用下逐渐下沉，直至到达指定位置。在沉井下沉中，要注意控制角度和速度。

（2）混凝土挡墙结构。在专用公路加固防护过程中选择较为适宜的位置来加强排水与基础处理作业，随后进行混凝土现浇作业，修建具有一定高度和厚度的混凝土挡墙，将其作为滑体下滑时高边坡围挡结构。

2.3 减载以及排水加固措施

（1）减载加固措施。减载加固是指对活动性过高或者稳固性较差的地段中的岩石进行处理，将周边的碎岩进行清理，尤其是高边坡上的土体。对这些地段进行清理工作，目的是减轻这些高边坡结构整体上的重力以及碎岩等杂质所带来的压力，以此来降低坡体发生滑坡的可能性。另一方面，通过对清理下来的岩土进行利用，将其集中地堆放于高边坡部分的前源的阻滑部分当中，既可以对高边坡的滑坡现象进行控制，又可以节省人力物力，让这些清理下来的岩土得到合理的利用。

（2）排水加固治理措施。排水加固是指采用修建集水井或者挖截水沟与排水沟等方式进行排水，排出一些高边坡地段中分布的地下水，以此来使地下水位尽可能降低的治理措施。在一些地理环境和位置特殊的区域，如果不提前处理好防水问题，在遇到雨雪天气时地下水的稳定性降低，就很可能会出现安全隐患。

2.4 柔性防护系统

由于施工时坡体被挖开，可能会造成边坡的应场力因为卸荷而产生重新分布的情况，这种情况可能会导致坡体出现变形。由于某水电站所在的路段的坡高度较大，而且遇到的横坡大多较为陡峭，一旦遇到暴雨天气，就很容易出现山体滑坡，十分危险。因此，在这种地区宜采用柔性防护系统进行防护，可以更加有效地治理滑坡现象，柔性防护系统的优点在一些破碎岩石较多、更容易发生滑坡滚石事件的地段尤其显著。

（1）柔性防护的系统组成和原理。所谓的柔性系统是指“主要组成部分为钢绳组成的网络，能够将岩石所具有的动能转化为整个钢绳组成的网络系统中的可变性能的系统”。柔性防护系统主要用于预防或减轻坡面落石所带来的潜在危害，目的是增强安全性。整个柔性防护系统由两部分构成，即被动防护与主动防护两个部分，被动防护也就是对落石进行拦截，而主动防护则是被覆。这两个防护部分可以合并在一起使用，也可以根据实际情况分开使用。主动防护系统即在已经固定好的支撑绳与锚杆的基础上，再安装具有张力的钢绳组成的网络，以此来使边坡的支撑更加稳 固。而被动防护则是一整个系统，包括减压环、钢柱以及钢绳等，一旦由落石撞击防护网，柔性网的作用就是将落石的局部集中力量向四周进行传递，使整个防护网受力均匀，从而增加防护作用及防护网寿命。

（2）工程应用。在选用组合方式的时候，要综合考虑到各方面的因素，例如施工地段的地形地貌，边坡是否稳定以及坡面的危石的分布情况等，根据实际情况合理地选用柔性防护的组合方法。例如在某水电站的一部分专用公路地段，地形十分复杂，边坡较为陡峭，而边坡的下方就是公路，这本身就存在着一定的危险性，再加上坡面如果存在风化现象并且这种现象不断恶化，严重时可能会造成一部分坡面的剥落现象或出现浅层坍塌的情况，落石的可能性大大增加。

3 结语

水电站厂内交通专用公路是连接水电站与外界的重要通道，工程区域都处于较为复杂的地质条件内，导致高边坡处理具有一定的困难和复杂性。为此，首先要充分明确工程区域的地貌、地形情况、区域工程地质条件情况等，在此基础上综合评估高边坡的稳定性，从而采取最为科学合理的防护措施。