浅谈水利工程施工高边坡的加固与治理

边坡稳定问题是水利水电工程中经常遇到的问题。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。

我国曾有几十个水利水电工程在施工中发生过边坡失稳问题，如二级水电站厂区高边坡、xx左岸坝肩高边坡、安康水电站坝区两岸高边坡、龙羊峡水电站下游虎山坡边坡等等。为治理这些边坡不但耗去了大量的资金，还拖延了工期，成为我国水利水电工程施工中一个比较严峻的问题，有的边坡工程甚至已经成为制约工程进度和成败的关键。我国正在建设和即将建设的一批大型骨干水电站，如三峡、龙滩、李家峡、小湾、拉西瓦、锦屏等工程都存在着严重的高边坡稳定问题。其中三峡工程库区中存在10几处近亿立方米的滑坡体，拉西瓦水电站下游左岸存在着高达700m的巨型潜在不稳定山体，龙滩水电站左岸存在总方量1000万m3倾倒蠕变体等。高边坡的地质构造往往比较复杂，影响滑坡的因素也很多，因此，我国广大水电科技人员在与滑坡灾害作斗争的过程中，不断总结经验教训，积极开展科技攻关，总结出了一整套水电高边坡工程勘测、设计和施工新技术，成功地治理了xx二级、漫湾、李家峡、三峡、小浪底等工程的高边坡问题。一、混凝土抗滑结构的应用

㈠混凝土抗滑桩

抗滑桩由于能有效而经济地治理滑坡，尤其是滑动面倾角较缓时，其效果更好，因此在边坡治理工程中得到了广泛采用。如：xx二级水电站于1986年10月确定厂房下山包坝址后，11月开始在厂房西坡进行大规模的开挖，加上开挖爆破和施工生活用水的影响，诱发了面积约4万㎡、厚度约25～40m、总滑动量约140万m3的大型滑坡体。初期滑动速度平均每日2mm，到次年2月底每日位移达9mm.如继续开挖而不采取任何工程处理措施，预计雨季到来时将会发生大规模的滑坡，为此，采取了抗滑桩等一整套治理措施。

抗滑桩分成两排布置在厂房滑坡体上，在584m高程上设置1排，在597m高程平台上设置1排，桩中心距6m，桩深为25～39m，其中心深入基岩的锚固深度为总深度的1／4，断面尺寸为3m×；4m，设置15kg／m轻型钢轨作为受力筋，回填200号混凝土，每根抗滑桩的抗剪强度为12840kn，17根全部建成后，可以承受滑坡体总滑动推力218280kn.第一批抗滑桩从1987年3月上旬开工，5月下旬开始浇筑，6月1日结束。第二批抗滑桩施工是在1987～1988年枯水期内完成的。

抗滑桩开挖深度达3～4m后，在井壁喷30～40cm厚的混凝土。对岩体较好的井壁采用打锚杆、喷锚挂网的方法进行支护，喷混凝土厚度10～15cm。对局部塌方部位增设钢支撑。抗滑桩开挖到设计要求深度后，进行钢筋绑扎和钢轨吊装。

混凝土浇筑采用水下混凝土的配合比，由拌和楼拌和，混凝土罐车运输直接入仓，每小时浇筑厚度控制在1.5m内，特别是在滑动面上下4m部位，还需下井进行机械振捣。在浇到离井口5～7m时，要求分层振捣。每个井口设两个溜斗，溜管长度为10～14m，管径25cm。抗滑桩的建成，对桩后坡体起到了有效的阻滑作用。

采用抗滑桩是稳定安康溢洪道边坡的主要手段，在263m高程平台上共设置了9根直径1m的钢筋混凝土抗滑桩，每根桩都贯穿几个棱体，最深的达35m，桩顶嵌入溢洪道渠底板内。为了不干扰平台外侧基坑的施工，桩身用大孔径钻机钻成，孔壁完整，进度较快，两个月就全部完成。这9根抗滑桩按两种工作状态考虑：在溢洪道未形成时，抗滑桩按弹性基础上的悬臂梁考虑，不考虑桩外侧滑面上部岩体的抗力；在溢洪道建成后抗滑桩桩顶嵌入溢洪道底板，此时按滑坡的下滑力考虑。

抗滑桩混凝土标号为r28250号，钢筋为φ40ⅱ级钢。抗滑桩于1982年1月施工，3月完成后，基坑继续下挖，边坡上各棱体的基脚相继暴露。同年11月，在fb75与f22断层构成的棱体下面坡根爆破开挖后，发现在263m高程平台上沿fb75、f22断层及7号抗滑桩外侧近南北向出现小裂缝，且裂缝不断扩大，21天后7号抗滑桩外侧的fb75～f22棱体下滑，依靠7号抗滑桩的支挡，桩内侧山体得以保存。

㈡混凝土沉井

沉井是一种混凝土框架结构，施工中一般可分成数节进行。在滑坡工程中既起抗滑桩的作用，有时也具备挡土墙的作用。

xx二级水电站首部枢纽左坝肩下游边坡，在二期工程坝基开挖浇筑过程中，曾于1986年6月和1988年2月两次出现沿覆盖层和部分岩基的顺层滑动。滑坡体长80m，宽45m，高差35m，最大深度9m，方量约2万m3。为了避免1988年汛后左导墙和护坦基础开挖过程中滑体再度复活，确保基坑的安全施工，对左岸边坡的整体进行稳定分析后，决定在坡脚实施沉井抗滑为主和坡面保护、排水为辅的综合治理措施。

沉井结构设计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决定，沉井结构平面呈“田”字形，井壁和横隔墙的厚度主要由满足下沉重量而定。井壁上部厚80cm，下部厚90cm；横隔墙厚度为50cm，隔墙底高于刃脚踏面1.5m，便于操作人员在井底自由通行。沉井深11m，分成4、3、4m高的3节。

沉井施工包括平整场地、沉井制作、沉井下沉、填心4个阶段。

下沉采用人工开挖方式，由人力除渣，简易设备运输，下沉过程中需控制防偏问题，做到及时纠正。合理的开挖顺序是：先开挖中间，后开挖四边；先开挖短边，后开挖长边。沉井就位后清洗基面，设置φ25锚杆（锚杆间距为2m，深3.5m），再浇筑150号混凝土封底，最后用100号毛石混凝土填心。

沉井工程建成至今，已经受了多年的运行考验。目前，首部边坡是稳定的，沉井在边坡稳定中的作用是明显的。

㈢混凝土框架和喷混凝土护坡

骄混凝土框漂架对滑坡体表挎层坡体起保护矮作用并增强坡些体的整体性，脊防止地表水渗盏入和坡体的风子化。框架护坡幸具有结构物轻搭，材料用量省毕，施工方便，丝适用面广，便鼓于排水，以及平可与其他措施利结合使用的特奏点旬。姜取临xx兆二级水电站下窗山包滑坡治理扎采用混凝土护写面框架，框架丛分两种型式。选滑面附近框架流，其节点设长甩锚杆穿过滑面傻，为一设置在具弹性基础上节刃点受集中力的蹦框架系统；距堂滑面较远的坡贝面框架，节点灌设短锚杆，与勤强风化坡面在壁一定范围内形蒸成整体份。哭域下山包滑扯坡北段强风化盾坡面框架采忍用系50隐×东；沉50c局m灾、节点中椅心货2芦m塑的方形框架，巴节点处设置两膜种类型锚杆：幸在勿55籍0反～非560池m目高程间坡面，闻滑面以上节点挽垂直于坡面设举置栋φ牧3可6战及匆φ蕉3沫2唱、艳长其12捆m订砂浆锚杆，踢在吉56崭5税～绘580旦m挂高程间坡面则允设垂直于坡面叹的兼φ啄2骤8删、们长博6晓m蓝的砂浆锚杆，园相应地框架配穿筋东为帖8杆φ置2厨0务和楚4例φ坟2玻0现。框架要求在穿坡面堪挖磁30c眠m毕深趁，阅50c形m驶宽的槽，部分躬嵌入坡面内，紧表层填土并掺演入耕植上，形搜成草本植被的杯永久护坡丢。肌需在岩性较销好的部位可采蹲用锚杆和喷混循凝土保护坡面尽。吗露榴㈣罚说混凝土挡安墙枕历混凝土挡品墙是治坡工程冤中最常用的一肠种方法，它能羞有效地从局部猫改变滑坡体的嫌受力平衡，阻执止滑坡体变形袍的延展歪。侄韵刊在键198影6来年狡6尿月，成xx遗二级水电站工躺程下山包厂址陡未定之前，由准于连降大雨（戒其降雨量肆达趟91.2m牌m伯）碗，百550慈m贡高程夹泥层上闷面的岩体滑适动分1列0疾余讲c浴m行，谈584么m缩高程平台上出幕现壶3季条裂缝，其中高最长一泥条阔55膜m良长碗，腿2.2c排m啦宽，下售错川2c音m忆。为此采取了庆在缘550她m盆高程浇碰筑叉5岔0皂余聋m究长的混凝土挡椅墙和打锚杆等全措施铸。行匪予xx延二级水电站厂薯房高边坡坡顶能设置了混凝土盲挡土墙，以防扯止古滑坡体的陷复活，部分坡鄙面采用浆砌块稠石护面加固，感坡养脚授680浊m复高程设置混凝赚土防护墙任。萍描在具xx历边坡工程中也鉴采取了浇混凝欠土挡墙及浆砌饱石挡墙、混凝志土防掏槽等措乖施，综合治理疯边坡工程萌。轿差昏㈤始向锚固闭洞放将在栏xx仅边坡工程中，测采用各种不同含断面的锚固歪洞割6勒4横个，形成较大更的抗剪力。在肉左岸边坡滑坡川以前，已完惑成胞2m萌×峡；米2爷m浪断面小锚固窄洞指1洁8滴个，每个洞可势承受剪佩力侦9000kn没.肥此外，还利用亦地质探洞回填齿等增加一部分取剪力。由于锚厘固洞具有一定闸的倾斜度，防惭止了混凝土与蜂洞壁结合不实替的可能性，同拦时采取洞桩组螺合结构的受力录条件远较传统在悬臂结构合理猜，可望提供较例大的抗力抚。章扎二、锚固技术蚕的应削用局用采用预应纵力锚索进行边忽坡加固，具有德不破坏岩体，季施工灵活，速龙度快，干扰小窗，受力可靠，幅且为主动受力吼等优点，加上虹坡面岩体抗压扑强度高，因此貌，在描xx跌二级、漫湾、如铜街子、三峡之、李家峡等工忆程的边坡治理蛾中都得到大量量应用抗。其汉在河xx寿边坡工程中，航采用棚了摧1000k致n慈级锚磨索峰137幼1少根腊、棒1600k获n涛级锚洞索膜2坝0渴根辽、锅3000k龄n丛级锚归索辽85禾9谢根葬、够6000k厌n悄级锚昂索剂2极1粘根，均为胶结齐式内锚头的预壶应力锚索，采播取后张法施工写。预应力锚索胁由锚索体、内跪锚头、外锚头棍三部分组成。扇内锚头用纯水押泥浆或砂浆作磁胶结材料，其杂长槽度丹1000k围n减级貌为馒5秃～旦6构m吓，肤3000k观n馆级卫为鞠8搁～维10岔m毒，霉6000k颤n馅级脑为煎1皂0塘～吓13付m军；外锚头为钢当筋混凝土结构弓，与基岩接触思面的压应力控序制裙在宁2.0mp就a既以内拜。卷谷为提高锚麻索受力的均匀逝性，漫湾工程必施工单位设计消了一种小型千邮斤顶，采验用晋“趁分组单根张叉拉什”厌的方法，于如稍3000k痰n寻锚绸索磁1使9充根钢绞线，每炸组有拉骡3歉根参，堂7面次张拉完像；荣6000k披n亦锚男索锣3惕7逆根觉，势1哲0荡次张拉完，既伐简化操作程序炸，又提高锚索反受力均匀性。飞锚索在补偿张触拉时可以用大怒千斤顶整体张替拉（如膨3000k量n却锚索），也可窝继续用分组单办根张拉方法（想如进6000k点n下锚索），都不晶会影响锚索受犹力的均匀性漠。堆惧在小浪底悠工程中大规模烤采用的无粘结过锚索具有明显等的优点，其大派部分钢绞线都硬得到防腐油剂顷和护套的双重哀保护，并且可毁以重复张拉。鞋由于在施工时俯内锚头和钢铰枝线周围的水泥饮浆材是一次灌茂入的，浆材凝杰固后再张拉，朋因此减少了一痒道工序，提高教了工效，但其稼价格相对较高栗。钉揪在高边坡责施工过程中为扬保证开挖与锚榨固同步施工，云必须缩短锚索遮施工时间，及蛋早对岩体施加错预应力，以达智到加快工程进描度，确保边坡失稳定的目的。厦为此，结合八橡五科技攻关，专在李家峡水电否站高边坡开挖他过程中，成功抵将森1000k即n货级预应力锚索谎快速锚固技术盯应用于工程中乡。室内和现场率试验表明，采但用义n-报1皮注浆体芝和饼y-朵1送型混凝土配合谋比可以满窜足须1000k费n叼级预应力锚索指各项设计技术诉指标，而施加幼预应力的时间要由常规茂的未1锦4术～详28践d领缩短虽到怒3锋～匹5d更.泼该项成果对及殊时加固高边坡迎蠕变和松弛的碍岩体具有重要抚的现实意义，呢充分体现拍了风“折快速、经济、扶安暖全络”伏的原则麦。惜想三峡永久象船闸主体段高绢边坡工程规模瓣之大、技术难瑞度之高均为国夹内外边坡工程难所罕见，其加强固过程中，采绞取了喷混凝土诉、挂网锚杆、爬系统锚杆、打抓排水孔、设置丘排水洞、采勺用烘3000k洽n软级预应力锚索资等综合治理措热施，其中裕，烦3000k冈n境对穿锚事束项192爷4南束，在国内尚步属首例。系统肠设环计厅3000k拉n杨级预应力对穿碑锚梅束唇122非9师束，孔范深耗22.链1晨～酿56.4愁m妖，主要分布在象南北坡直立墙饿和中隔墩闸首案及上下相邻段冈。南北坡直立锋墙布置两排，侄水平排抹距概1骨0拾～盈20拔m厅，孔列距闭3堂～咽5垦m咽，第一排距墙产顶掏8趣～得10陶m堆，第二排距底枣板盘高蝴20挎m拨左右，均于两白侧山体排水洞原对穿。中隔墩劳闸首布垂置挽3虏排，排伟距停10奥m最，孔弄距亿3.交5索～垂6.4犹m菜，第一排距墙赖顶