(中國人民武裝警察部隊(duì) 水電第一支隊(duì)，河北 唐山 063000)

1 工程概況及地質(zhì)條件[1]

苗尾水電站是瀾滄江上游河段一庫七級開發(fā)梯級電站中最下游一個梯級，為一等工程，永久性主要水工建筑物為1級建筑物，次要建筑物為3級建筑物。苗尾水電站開發(fā)任務(wù)以發(fā)電為主，電站正常蓄水位 1 408.00 m，相應(yīng)庫容 6.60億m3，電站裝機(jī)容量1 400 MW。樞紐工程主要由礫質(zhì)土心墻堆石壩、溢洪道、沖沙兼放空洞、引水系統(tǒng)、發(fā)電廠房和灌溉取水口等建筑物組成。

2013年5月27日，右壩基上游1 384～1 340 m高程邊坡發(fā)生淺層塌滑，滑塌體厚度1～3 m，長度約45 m，垂直高度約18 m，塌滑方量250～300 m3。經(jīng)現(xiàn)場查勘，垮塌部位上方出現(xiàn)多條裂縫，主要位于大壩右岸上游1 450～1 390 m高程小溜槽溝下游，水平深度約30 m、寬度約30 m 的山脊范圍內(nèi)，坡面裂縫分布及發(fā)展示意詳見圖1，其中壩頂1 414.8～1 397.2 m高程段壩基邊坡開挖已完成并通過驗(yàn)收。坡面裂縫單個長度不大于6 m，一般為1～2 m，寬度多小于2 cm，最大寬度15 cm，深度一般不大于1 m，其中1 450～1 490 m高程變形豎直深度5 m。

圖1 坡面裂縫分布及發(fā)展示意

大壩右岸壩基上游堆石區(qū)邊坡1 348 m高程以上表層主要為崩坡積碎石土，心墻基礎(chǔ)上游側(cè)邊坡為傾倒變形巖體，邊坡內(nèi)局部強(qiáng)卸荷，結(jié)構(gòu)面發(fā)育，巖體破碎。右岸壩基變形不穩(wěn)定山體邊坡位于大壩心墻上游至小溜槽溝之間的堆石區(qū)邊坡，邊坡較為平順，中上部1 390 m高程以上自然邊坡較陡，為50°～65°，基巖裸露為薄層砂巖、絹云板巖，巖性較為軟弱。1 390 m高程以下地形較緩，多為30°～40°，為崩坡積礫石土，厚約5～21 m。中上部1 410 m高程以上傾倒變形較為明顯，以下為強(qiáng)傾倒變形，水平深度B1類為29～67 m，B2類64～101 m。不穩(wěn)定山體變形邊坡地質(zhì)剖面詳見圖2。

圖2 不穩(wěn)定山體變形邊坡地質(zhì)剖面

2 邊坡塌滑原因分析

壩址區(qū)岸坡巖體為絹云板巖傾倒變形、變質(zhì)石英砂巖構(gòu)成的反傾板狀地質(zhì)結(jié)構(gòu)，這種反傾板狀結(jié)構(gòu)往往形成傾倒體，右岸壩基邊坡傾倒變形產(chǎn)生的拉張節(jié)理及層內(nèi)錯動帶發(fā)育，巖體破碎。右岸上游壩基1 309～ 1 510 m高程段為崩坡堆積體，巖體質(zhì)量差，在壩基邊坡開挖過程中易出現(xiàn)局部的傾倒型崩塌，邊坡局部的塌滑變形擴(kuò)展引發(fā)上部巖體傾倒變形加劇。

3 加固技術(shù)方案[2]

總體考慮分期、分區(qū)實(shí)施，確保安全的原則。對于傾倒變形邊坡，首先采用錨索做好邊坡的“束腰”設(shè)計(jì)，控制進(jìn)一步開裂變形。在啟動“束腰”處理的同時(shí)，在邊坡滑塌部位下方采用堆渣進(jìn)行壓坡護(hù)腳，其他部位采用錨拉板或框格梁+預(yù)應(yīng)力錨索進(jìn)行加固，頂部使用防滲粘土填充裂縫，同時(shí)設(shè)置坡面截水溝避免降雨浸透。通過多次現(xiàn)場勘察及治理方案研討，采用“底部先行壓渣護(hù)腳，坡頂設(shè)置坡面截水溝，對山體裂縫進(jìn)行充填封堵，對拉裂坡面設(shè)置預(yù)應(yīng)力錨索+錨筋束+錨拉板+網(wǎng)格梁+坡面排水系統(tǒng)”的綜合支護(hù)方案，治理范圍包含Ⅰ(1 304～1 328 m高程)、Ⅱ(1 320～1 348 m高程)、Ⅲ(1 348～1 415 m高程)、Ⅳ(1 440～1 450 m高程)、Ⅴ(1 485～1 490 m高程)區(qū)坡面。右壩基加固處理分區(qū)示意詳見圖3。

圖3 右壩基加固處理分區(qū)示意

4 加固處理措施[3]

(1)截排水系統(tǒng)。在1 500 m高程邊坡設(shè)置坡面截水溝，下游與右壩頭截水溝連接，溝底設(shè)2%坡度，匯水排至上游小溜槽。

(2)防滲粘土封閉。為防止雨水入侵坡內(nèi)對邊坡穩(wěn)定造成影響，采用防滲黏土對山體裂縫進(jìn)行封堵。

(3)坡腳堆渣壓坡。在右壩基上游堆石區(qū)邊坡塌滑部位下方采用堆渣進(jìn)行壓坡鎮(zhèn)腳。同時(shí)利用堆渣體作為上部錨固支護(hù)的施工平臺。平臺高程1 330 m，寬15 m，水平長度約78 m，并沿內(nèi)側(cè)坡面形成一條頂寬6 m、坡度為12%的施工道路，堆渣填筑方量約為 10.8萬m3。

(4)錨桿、錨筋束。錨桿規(guī)格為φ25，L=4.5 m，主要用于主動防護(hù)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)固定；錨筋束規(guī)格為3φ28，L為4.5或9.0 m，主要用于施工排架、作業(yè)平臺加固；錨筋束規(guī)格為3φ25，L為6.0或12.0 m，主要用于部分坡面淺層支護(hù)。

(5)噴射混凝土。III1區(qū)主動防護(hù)網(wǎng)區(qū)域素噴厚15 cm，C25混凝土坡面防滲；III2區(qū)局部區(qū)域采用素噴厚5 cm，C25混凝土坡面防滲。

(6)預(yù)應(yīng)力錨索。右壩基變形體加固工程錨索分5個區(qū)域施工，分別為I、II、III(III1、III2)、IV、V區(qū)(含1 475 m高程區(qū)錨索)，錨索設(shè)計(jì)長度分別為40.0，50.0 m和 60.0 m，設(shè)計(jì)噸位為2 000，1 500 kN和1 000 kN。

(7)固結(jié)灌漿。右壩基邊坡1 303～1 348 m高程之間錨拉板區(qū)域采用固結(jié)灌漿加固處理，固結(jié)孔深20.0 m，孔間距 4.0 m×4.0 m，布置于錨索方格中心，水平鉆孔，孔徑φ為70 mm。

(8)坡面排水孔。綜合考慮邊坡地下水位上升的影響，坡面排水孔按照水位分3個部分施工： ①正常蓄水位以上區(qū)域。1 408 m高程正常蓄水位以上排水孔采用長短結(jié)合，布置形式為φ100，L為10.0m或20.0 m，內(nèi)插φ80PVC排水花管，內(nèi)端包土工布，排拒 8.0 m(高差)，孔距 4.0 m，矩形布置于錨索框格中心。②水位變幅區(qū)。1 398～1 408 m高程水位變幅區(qū)采用深排水孔，布置形式為φ130，L為30.0 m，內(nèi)插φ100不銹鋼排水花管，外包反慮鋼絲網(wǎng)，排距4.0 m(高差)，孔距8.0 m，矩形布置于錨索框格中心。 ③死水位以下區(qū)域。死水位1 398 m高程以下排水孔采用長短結(jié)合，布置形式為φ65，L為8.0 m；φ100，L為15.0 m，分別內(nèi)插φ50和φ80PVC排水花管，內(nèi)端包括土工布，排距 8.0 m(高差)，孔距 4.0 m，矩形交替布置于錨索框格中心。

(9)混凝土施工。I、II區(qū)范圍內(nèi)布置錨拉板，III、IV、V區(qū)布置混凝土錨墩墊板和錨索聯(lián)系梁混凝土。錨拉板混凝土為C20 F100W8，厚度100 cm，錨拉板設(shè)置施工縫，施工縫間距12.0 m×12.0 m，板內(nèi)雙層雙向布置φ20@12 cm×12 cm鋼筋，鋼筋保護(hù)層厚度10 cm，鋼筋穿過施工縫；錨墩墊板混凝土為C30混凝土和錨索聯(lián)系梁混凝土為C25 F100W8。

5 安全技術(shù)措施

(1)新增臨時(shí)邊坡監(jiān)測點(diǎn)，進(jìn)行表面變形、位移、裂縫開合度、應(yīng)力等監(jiān)測。右壩基變形體布置永久表面變形觀測點(diǎn)8個、臨時(shí)表面變形觀測點(diǎn)37個；多位位移計(jì)12套、錨索測力計(jì)20套(5臺1 000 kN，15臺1 500 kN)；裂縫計(jì)7支。

(2)在高高程裂縫發(fā)育區(qū)設(shè)主動防護(hù)網(wǎng)，施工主動防護(hù)網(wǎng)前對塌滑區(qū)及開口線上部土坡進(jìn)行人工清坡處理，并對邊坡表層破碎巖體進(jìn)行清除。

6 加固處理成果分析

按照施工方案實(shí)施右壩基變形體加固處理，累計(jì)表面變形測點(diǎn)水平位移量最大為 46.9 mm(高程1 401m部位)，累計(jì)沉降變形量最大為 27.2 mm(高程1 401 m部位)，表面變形測點(diǎn)各方向位移變化較??；多點(diǎn)位移計(jì)位移變形量介于-14.9～51.84 mm之間，多點(diǎn)位移計(jì)變化平穩(wěn)；錨索測力計(jì)荷載介于146.8～1 514.2 kN之間，荷載呈波動或下降趨勢。監(jiān)測成果表明，右壩基變形邊坡總體處于穩(wěn)定狀態(tài)。

7 結(jié) 語

邊坡變形加固處理按照既定方案穩(wěn)步快速實(shí)施，前后歷時(shí)5個月，整個施工過程緊張、有序，未發(fā)生任何安全、質(zhì)量事故。經(jīng)過后期2個月的監(jiān)測、觀察，未發(fā)現(xiàn)邊坡繼續(xù)呈開裂變形趨勢，說明處理方案可行，處理效果達(dá)到了預(yù)期“安全、快速、節(jié)約”的目的。傾倒變形失穩(wěn)邊坡應(yīng)以“底部先行填渣護(hù)腳，系統(tǒng)排水孔+錨筋樁+錨拉板或框格梁+預(yù)應(yīng)力錨索”加固為主要方式，做好“束腰”設(shè)計(jì)。對于后期庫區(qū)蓄水有影響的失穩(wěn)傾倒變形邊坡，其加固方式還必須綜合考慮邊坡地下水位上升的影響。苗尾水電站右壩基邊坡變形加固處理方法對同類型邊坡變形處理有一定借鑒作用。