【摘要】我國在水利水電工程的建設過程中不斷總結經(jīng)驗,對科技進行攻關,總結出了新的勘測、設計、施工新技術等等。在水利和水電工程的施工過程中,在處理高邊坡的加固與治理措施上遇到了很多的問題,其中水利水電工程高邊坡的加固和治理是尤為重要的。
【關鍵詞】水利水電工程;高邊坡;加固與治理
引言
由于我國水利水電工程建設迅猛的發(fā)展,高壩的陸續(xù)建成,其中高邊坡的質量穩(wěn)定問題就尤為突出。因為高邊坡一旦損壞,就會造成人員的傷亡并且還會使經(jīng)濟損失加大,高邊坡的穩(wěn)定性,直接影響水利水電工程的安全運行和建設投資,是工程的關鍵所在。因此,高邊坡的加固治理問題,提高工程高邊坡的穩(wěn)定性,是確保工程質量的重要標準。
1.高邊坡滑坡失穩(wěn)原因分析
1.1 地層的巖性
地層巖性是高邊坡的物質基礎,巖性決定著巖石的強度、抗風化能力、巖體結構以及邊坡的高度。如果,巖石比較軟弱,風化的程度較大,且構造破碎也較為嚴重,當邊坡有一定的高度和陡度時就會有失穩(wěn)現(xiàn)象發(fā)生。
1.2 地質的構造
地質構造決定著巖層的層次、節(jié)理縫隙的性質、斷層破碎帶的性質等。如果高邊坡體上節(jié)理裂隙較大,巖體有破碎現(xiàn)象,那么對高邊坡的穩(wěn)定性有嚴重的影響。
1.3 水文地質條件
水是邊坡失穩(wěn)的重要因素之一,地下水能夠軟化巖體,降低巖體強度,增大容重使下滑力加大,水壓力加大等,進而產生邊坡失穩(wěn)。坡體內地下水較為豐富,致使巖性軟弱,大規(guī)模變形產生。地下水的發(fā)育程度是評價邊坡穩(wěn)定的重要因素。
1.4 降雨
降水是滑坡致災的外因素。降水對滑坡有著動態(tài)的影響,降水進入到坡體,巖土的含水量加大、巖體軟化、巖體的抗剪強度降低。降雨滲入到風化的巖土內,斷水層面就變成了潤滑劑,使接觸面抗滑的穩(wěn)定性大大的降低。
1.5 人為因素
邊坡設計不合理、爆破、開挖。大量的生產生活用水的滲入等都能造成邊坡變形損壞,甚至整體失穩(wěn)。
2.混凝土抗滑結構的加固智力方法
2.1 混凝土抗滑樁
抗滑樁是深入到滑坡體后固定在穩(wěn)定的土層或巖層中的柱狀踢,抗滑樁大多放置在滑坡的前面位置,對其起到很好的加固作用,尤特別是在滑面角度比較較小時其有更加明顯的效果。在設計過程時,會將樁體的1/3或1/4放置到穩(wěn)定的土層或巖石層中,運用灌漿的技術方法把樁體與周圍的土層或巖層變成一個整體狀態(tài)。
2.2 土沉井
土沉井是由混凝土構成的框架結構,在施工時分為多個環(huán)節(jié)進行。在水利水電高邊坡工程中有抗滑的作用,同時也可以起到擋土墻的功能。在進行土沉井的結構設計時,需要考慮其所在場地環(huán)境、受力狀況、基坑狀況等,其通常表現(xiàn)現(xiàn)為“田”字形,而井壁及橫隔墻的厚度由下沉的重量決定。沉井的下沉以及封底操作是工程中的重點和難點。在進行下沉施工時,要盡量的減小土體與沉井間的摩擦力,必須等到混凝土強度達到標準后,才能進行挖土下沉工作。在封底操作時,先要對基面清洗,在混凝土強度達到七成時,進行澆筑封底施工。
2.3 混凝土擋墻
在加固高邊坡時,常用的施工方法為混凝土擋墻法,其能使滑坡體的受力失衡情況得到改善,并且能有效的控制滑坡體變形。并且有著操作方便且穩(wěn)定較高的特點。在設計混凝土擋墻時,要全面的考慮滑面的形狀及位置所在,從優(yōu)的選擇深度合適的擋墻為基礎進行砌筑,另外,擋墻后面必須設計泄水孔,對水壓以及受水浸泡腐蝕情況能有效的降低。
2.4 錨索及預應力錨索加固
錨索的支護是運用錨索把松動、不堅實的巖土固定在穩(wěn)定的巖土層里,來預防其滑落離層。運用預應力錨索加固能把在坡體上比較深的穩(wěn)定巖體的錨索力轉傳給混凝土的框架,再由框架施加一個預應力給不穩(wěn)定坡體,把松散的巖體進行擠壓,提高巖體間的正壓力和摩阻力,增大抗滑力,從而起到加固邊坡、穩(wěn)定坡體的作用。
2.5 預應力錨索框架加固
預應力錨索框架是隨著錨固技術發(fā)展起來的,早在上世紀 90 年代,日本在現(xiàn)澆鋼筋混凝土錨固護坡的基礎上,應用了 PC (Pretress-ingConcrete) 格 構 錨 固 工 法 和 QS(QvickStrong) 框架工法。預應力錨索框架結合仰斜疏干孔既能治理滑坡也可加固邊坡,還能有效保護坡體,具有技術先進、經(jīng)濟美觀、安全可靠等優(yōu)點,是一項有綜合治理作用的系統(tǒng)措施,有較大的推廣價值。
2.6 壓力分散型錨索在高邊坡加固
近年來,由于新技術的發(fā)展,壓力分散型錨索就是其中之一,把鋼質承載板和擠壓簧、擠壓套放在有各種長度的無粘結鋼絞線的末端,在錨索受到力時,不同深處的承載板就會把壓應力轉給被加固體,被加固體的錨固力就會被分散。壓力分散型錨則運用獨特的構造和工藝,把集中受到的拉力分散為多個小的壓力區(qū),并且分別作用在比較短的錨固體上,降低錨固體和周圍巖土的粘結應力值,充分的發(fā)揮了其所具備的抗剪度,使錨索的承載能力有所提高。由于分散的預應力灌漿體被轉換成受壓里,開裂幾率小,對錨索體的防水、防腐性有利。
2.7 SNS 柔性防護技術
SNS 是新型的柔性攔石網(wǎng)防護技術,采用鋼繩為主要材料來對高邊坡進行防護,其具有很強的柔性和高強度,對集中荷載和高沖擊荷載比較適用,在坡度較大的崩塌落石坡中非常適用,其是一個比較理想的防護方法。
SNS 是一個新穎的柔性防護系統(tǒng)技術,工藝較為簡單,工作工期較短,見效比較快,在高邊坡的治理中有廣闊的前途。
另外,還有的使用混凝土沉井、錨固洞等相結合的加固方法,因地制宜,起到更好的效果。
3.結語
近年來,我國在高邊坡治理中有了很大的進展,但是還有很多實際性的問題有待解決。要真正的達到高邊坡的穩(wěn)定性,必須還要努力加強復雜巖體中高邊坡穩(wěn)定性的研究工作,并在工程實踐中有效的應用;把地質與工程結合,進而充分的考慮邊坡的復雜性。加強預應力錨索施工技術研究,加大擴展預應力錨固適用范圍。由于水利水電工程高邊坡的地質結構的復雜,且影響因素較多,對其加固治理問題要認真的考慮,并與多種措施相結合,使其達到既能安全運行又經(jīng)濟的目的。
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