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闡述水利水電高邊坡加固治理
摘 要：本文從混凝土抗滑結構的應用、錨固技術的應用及減載、排水等措施的應用去闡述水利水電工程高邊坡加固治理措施。
關鍵詞：高邊坡；水利水電工程；加固治理
隨着我國大量高壩建設的進行，高邊坡的穩定問題在水利水電工程中表現突出。近年來，由於邊坡失穩造成了工程重大事故，人員傷亡和巨大的經濟損失，這也導致其成爲我國水利水電工程施工中一個比較嚴峻的問題。邊坡的穩定性，直接決定着工程修建的可行性，影響着工程的建設投資和安全執行；甚至是不少高邊坡工程成爲制約工程進度和成敗的關鍵。爲了能加快我國水利水電邊坡工程的建設步伐，提高邊坡的穩定性，本文僅就水利水電工程巖質高邊坡的加固治理措施作簡要介紹。
1.高邊坡加固治理方法及應用
1.1混凝土抗滑結構的應用
1.1.1混凝土抗滑樁
抗滑樁是穿過滑坡體深入穩定土層或岩層的柱形構件，用以支擋滑體的滑動力，一般設定於滑坡的前緣附近，起穩定邊坡的作用，用於正在活動的淺層和中層滑坡效果較好。爲了能使抗滑樁更有效的防止滑坡，在設定時應將樁身全長的1/3～1/4埋置於滑坡面以下的完整基岩或穩定土層中，並灌漿使樁和周圍岩土體構成整體，並設定於滑體前緣部分，使其能承受相當大的壓力。
1.1.2 混凝土沉井
沉井是一種混凝土框架結構，施工中一般可分成數節進行，其結構設計是根據沉井的場地佈置、受力狀態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牆的作用。
沉井施工包括平整場地、沉井製作、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，是沉井的關鍵工序，其質量的好壞將直接影響工程的質量和進度，在下沉時，應儘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，並做好及時糾偏措施等。而封底如不成功，將會導致沉井內部出現滲漏，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7O%時，應澆築混凝土封底。
1.1.3 混凝土擋牆
混凝土擋牆是藉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，並可與排水等措施聯合使用。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，具有結構簡單，能快速起到穩定滑坡作用等優點。在設計混凝土擋牆時，應根據最低滑動面的形狀和位置來設計擋牆基礎的砌置深度，並在牆後設定泄水孔，使其不僅能削弱作用於擋牆上的靜水壓力，還能防止牆後積水浸泡基礎而造成的擋牆滑移。
2.錨固技術的應用
錨固技術是將一種受拉桿件的一端固定在邊坡或地基的岩層或土層中，這種受拉桿件的固定端稱爲錨固端（或錨固段），另一端與工程建築物聯結，可以承受由於土壓力、水壓力或風力所施加於建築物的推力，利用地層的錨固力以維持建築物的穩定。錨固按結構形式可分爲抗滑樁、錨洞、噴錨支護及預應力錨固（錨索）4類。
2.1 錨固洞
錨固洞加固，是治理邊坡穩定的一種有效措施。在錨固洞加固的過程中應遵循由內向外、自上而下、循序漸進、逐層加固等原則，同一搞成結構面的錨固洞應跳洞開挖施工，避免不利結構面上已有抗滑力的削弱，從而影響邊坡的穩定。
2.2 噴混凝土護坡
噴混凝土護坡是一種生產效率高，施工速度快，不用模板，並把混凝土運輸、澆築、搗固結合在一起，實現機械化連續施工的新型混凝土施工工藝。因其是依靠一定的衝擊速度噴射而成的，因而其作爲臨時支撐比木結構強度高，比鋼結構經濟。作爲永久支護時，比現澆混凝土襯砌的早期強度高。配合使用錨杆，可以減少洞室開挖量，減薄襯砌厚度，節約水泥用量。特別是噴混凝土施工時，可以不用模板，不立拱架，加大了洞內的有效空間，施工時能緊跟開挖面進行噴射，減少岩石暴露風化的時間，及時控制圍巖的變形。
2.3 預應力錨固（錨索）
預應力錨索加固是透過錨固在坡體深部穩定巖體上的錨索將力傳給混凝土框架，由框架對不穩定坡體施加一個預應力，將不穩定鬆散巖體擠壓，是巖體間的正壓力和摩阻力大大提高，增大抗滑力，限制不穩定液體的發育，從而起到加固邊坡、穩定坡體的作用。採用預應力錨索進行邊坡加固，其優點有：在高邊坡或隧洞洞口明挖中採用，可增加邊坡穩定，從而減少開挖量，也爲提前進洞創造條件；可在水庫正常執行條件下用於混凝土壩體或壩基加固；用於修補混凝土裂縫或缺陷，可將集中荷載分散到較大範圍內；加固洞室，改善洞室的受力條件等。這些優點使其在高邊坡加固中得到廣泛應用。其具體施工如下：
2.3.1錨孔鑽造
洞室開挖應按照設計樁號採用拉線尺量，結合水準測量進行放線，並用貼釺和油漆標記準確定位錨孔位置；鑽機嚴格按照設計孔位、傾角和方位準確就位，錨孔下傾與水平面夾角爲20。，傾角誤差不超過士1。，方位誤差不超過士2。；錨索鑽孔要求幹鑽，禁止開水鑽；在鑽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，如鑽孔成徑、孔深要求不得小於設計值，並超鑽50cm，鑽進達到設計深度後，不能立即停鑽，要求穩鑽3min～5min，同時應及時進行錨孔清理；鑽造結束後，須用高壓空氣將孔中岩土粉及水全部清除出
來，並經現場監理檢驗合格後，方可進行錨索（杆）安裝。錨孔鑽造完成後，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。
2.3.2錨索（杆）製作
錨索材料選用高強度、低鬆弛預應力鋼鉸線；錨筋下料時應整齊準確，誤差不大於士50cm，預留張拉段鋼絞線爲1.5m，並注意各單元體長度的不同值；錨索在製作時，應將無粘結鋼絞線繞繞承載體彎曲成u型，並用鋼帶與承載體綁紮牢固；注漿管與隔離架應按設計要求安設，注漿管底端距孔底2Ocm；各單元錨杆的外露端應做好永久性標記；製作好的錨索體在運輸和安裝過程中，不能出現死彎折，不得損壞隔離架、注漿管及鋼絞線外包的`塗塑層。 2.4錨孔注漿
錨杆注漿的注漿材料應嚴格按照經試驗合格的配比備料，並應嚴格按照配合比攪拌均勻，漿體強度不低於40 Mpa；應採用水灰比0.4：0.5的純水泥漿。錨孔採用孔底返漿法進行注漿，並且注漿要一次完成，中間不得間斷，待砂漿強度達到設計強度後，方可進行錨索張拉。注漿過程應認真做好現場注漿記錄，每批次注漿都應進行漿體強度試驗，試驗不得小於兩組。當錨索張拉鎖定後，應向錨頭與自由段間的空隙實施充填灌漿。
3.減載、排水等措施的應用
3.1 減載反壓
減載反壓在邊坡加固治理中應用廣泛。減載的目的在於降低坡體的下滑力，其主要方法是將滑坡體後緣的岩土削去一部分，但單單減載有時並不能起到阻滑的作用，最好是與反壓措施結合起來，即將減載削下的土石堆於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。此措施應用於上陡下緩的滑坡效果更好。
3.2 表裏排水
表裏排水包括排除地表水和地下水。
排除地表水，即是要攔截流人邊坡變形破壞區的地表水流，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；在滑坡體內的地表水，可利用地形和自然溝谷，佈置樹枝狀排水系統。排除了地表水，可減小滑動力，降低了附近岩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定性的作用。
排除地下水的方法，可根據地下水的埋深分爲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採用截水溝、盲溝和水平鑽孔等方法；深層地下水排水工程可採用截水盲溝、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，改善邊坡穩定條件，提高邊坡穩定性。
4.結束語
從本文可以看出高邊坡的加固治理是水利水電工程建設的重要環節，其關係着工程的建設與安全執行，是影響工程進度和投資的關鍵因素，因此，在進行高邊坡加固治理時，應從引起高邊坡滑坡的原因人手，結合高邊坡的地層巖性、地質構造、地形地貌及水文地質條件，並預測高邊坡可能的破壞形式，然後結合工程特點，提出相應的加固方案，最後綜合考慮施工方法和經濟條件，選擇便於實施的加固治理方案。
參考文獻
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【2】尚嶽全、王清、蔣軍、孫紅月.地質工程學[M].清華大學出版社，2006.4