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近些年來,我國的市場經(jīng)濟發(fā)展迅速,水利水電工程開始大量興建,但是在水利水電工程中,還存在許多人為或者自然的原因造成質(zhì)量問題,比如設計不合理、環(huán)境的微小波動,操作的微小偏差,使用材料的微小差異以及機械設備的正常磨損等,都能在一定程度上威脅水利水電工程的等級,從而導致發(fā)生相關安全事故,嚴重情況下甚至威脅到國家和人民的生命、財產(chǎn)安全。由于邊坡支護可供選擇的支護結(jié)構形式有很多,不同的支護形式對不同地質(zhì)環(huán)境的支護效果不盡相同,因此如何根據(jù)支護工程環(huán)境選擇合理的支護形式顯得格外重要。
當代,邊坡的支護方法在我國有很多種。按照支護結(jié)構的受力特點可以劃分為三類不同的邊坡支護類型:⑴被動受力支護結(jié)構:通過支護結(jié)構自身的強度和剛度來被動的承受土體產(chǎn)生的土壓力,限制土體的變形,從而起到支護的目的。常常采用的支護方法有:挖孔灌注樁、鋼管樁、鋼板柱、地下連續(xù)墻等;⑵主動受力支護結(jié)構:通過采用不同的方式方法實現(xiàn)提高土體的強度目的,讓被支護土體和支護體形成相互作用的體系,從而保證施工時邊坡的安全穩(wěn)定性能。常常采用被稱作補強類支護技術進行支護,常見的支護技術有:樹根柱技術、攪拌樁技術、土釘支護技術等;⑶組合型支護結(jié)構:通過分析施工現(xiàn)場和土體的受力情況,科學合理的將被動受力支護結(jié)構和主動受力支護結(jié)構相結(jié)合應用到同一個邊坡支護工程中的支護方式。
邊坡支護結(jié)構的選擇的正確與否直接反映邊坡支護效果的好壞,然而由于影響邊坡支護效果的因素太多,如何根據(jù)地質(zhì)環(huán)境條件、邊坡性質(zhì)的特性選擇正確的支護結(jié)構并不是一件簡單的事,因此,在實際的邊坡支護方案的選擇過程中需要充分考慮邊坡變形失穩(wěn)機理、經(jīng)濟合理與可實施性,選擇最合理的支護結(jié)構形式。
在邊坡支護方案選擇的考慮因素中,地質(zhì)條件等相關因素是邊坡穩(wěn)定性分析和支護設計最基礎、最重要的因素,直接影響支護的實際效果,因此在支護方案確定過程中,需要加強在這方面的考慮。所謂的地質(zhì)條件,籠統(tǒng)地說包括地質(zhì)構造、地形地貌、工程地質(zhì)、水文地質(zhì)及地表水等。其中地形地貌等相關影響因素是邊坡穩(wěn)定性的控制重要因素之一,同時也是邊坡穩(wěn)定性分析過程中,可以作為參考借鑒的宏觀判斷的重要依據(jù)。此外,地質(zhì)構造等影響因素不僅影響邊坡的地形地貌,更重要的是影響邊坡巖體的力學性質(zhì),在一定程度上,地質(zhì)構造決定著邊坡變形失穩(wěn)的機理,可能會導致陡傾巖體的傾倒破壞或者碎裂巖體危巖崩塌等危險發(fā)生。其次,水文地質(zhì)及地表水等因素的影響,可能會使邊坡土體軟化和強度降低,降低軟弱結(jié)構面的強度,因此支護結(jié)構必須和排水措施一并考慮,從而使邊坡穩(wěn)定性增強。
除了地質(zhì)因素決定的邊坡固有特性之外,邊坡的其他性質(zhì)也是需要考慮的因素,比如說:坡高與坡比、邊坡的使用年限;邊坡是挖方邊坡還是填方邊坡或者是半挖半填邊坡;以及邊坡上方的附加荷載、是否有震動因素等。這些因素的存在都一定程度上影響邊坡支護的設計方案的確定。此外,值得注意的一點是,邊坡的支護的方案的選擇很大程度上是根據(jù)邊坡變形失穩(wěn)機理的原理進行設計計算而確立的,然后根據(jù)邊坡使用及周邊環(huán)境特性,分別確定邊坡重要性等級為一級、二級、三級,進而設計計算采用不同的邊坡支護方案。然而不同的邊坡其變形失穩(wěn)機理有所不同,其變形失穩(wěn)的主導因素也不盡相同。此外由于邊坡穩(wěn)定條件的影響因素太多,而且計算起來十分復雜,因此要想徹底搞清邊坡的變形失穩(wěn)機理是較為困難的,這也一定程度上制約著設計思路和支護形式的選擇。因此,認清邊坡產(chǎn)生變形失穩(wěn)的類型十分重要。
在開挖土質(zhì)邊坡修建水電站時,必須按照由上至下的施工順序進行,且開挖時要要控制每一次削坡層在3米之內(nèi)。在削坡結(jié)束之后需要使用反鏟挖掘機對作業(yè)面進行削坡操作,并安排專業(yè)的施工人員進行修坡工作。在施工過程中還要加強檢查力度。
開挖巖質(zhì)邊坡時我們一般采取鉆爆法來進行開挖施工,按照從上到下進行開挖的順序進行,爆破時采取毫秒微差梯段爆破的方法。
(1)分層開挖逐層爆破。依據(jù)設計的規(guī)定在開挖巖質(zhì)邊坡時應該采取分層的梯段爆破法,經(jīng)過研究調(diào)查顯示,我們要將開挖爆破的梯段控制在6米左右。由于巖質(zhì)邊坡一般是較薄的順向的坡,開挖的坡角比巖層的傾角要大,一般開挖的切腳都不太大。
(2)臺階式分層爆破開挖。經(jīng)過一定的開挖施工之后,邊坡會受到各種不同的因素影響,這無形中就加大了支護的難度。由于巖層切腳、爆破以及上層巖層的作用,經(jīng)常會導致滑塌現(xiàn)象產(chǎn)生。所以為了保證安全,我們必須采取分層爆破的方式來降低安全隱患。
(3)薄層爆破開挖。薄層爆破開挖距邊坡12m內(nèi)側(cè)的巖體,開挖高度應該控制在3m左右。
土錨桿技術在邊坡支護的過程中,主要針對堆積體淺表以土質(zhì)為主的坡面進行支護和加強,提高坡面的穩(wěn)定性。其施工流程相對比較規(guī)范,然而施工質(zhì)量的好壞也直接影響著邊坡支護的實際效果,因此在土錨桿施工過程應明確操作步驟,嚴格按照施工流程,確保施工質(zhì)量等級。
水利水電邊坡施工中為了防止邊坡巖體遇水后發(fā)生塌方、塌滑等地質(zhì)災害,在邊坡破碎區(qū)應該選用掛鋼筋網(wǎng)的方法提高邊坡的穩(wěn)定性。
在一期支護工程中噴混凝土是一種常用的施工方法。噴射混凝土可以強化封閉開挖到位的邊坡基面,可以減少邊坡基面的基巖風化的機會。該施工方法普遍使用在放空洞出口邊坡開挖、壩肩開挖、邊坡開挖中,并取得了良好的效果。
邊坡開挖支護是水利水電工程中的重要組成部分,科學合理的對邊坡支護是施工進行的保障。影響邊坡施工質(zhì)量的因素較多,在邊坡工程施工中應該根據(jù)具體情況制定邊坡支護方案。另外,在水利水電工程的邊坡施工支護技術也應該結(jié)合工程情況進行考慮,合理的對其進行開挖支護。施工時必須嚴格按照施工規(guī)范和要求進行施工,只有這樣才能保證水利水電工程的工程安全和質(zhì)量。
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