水利水电工程施工中高边坡加固技术

开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇水利水电工程施工中高边坡加固技术范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！

【前言】

由于我国幅员广阔，在不同的地区中，其地质结构也存在着一定的差异，这就使得人们在水利水电工程施工的过程中，水工建筑结构的高边坡结构经常受到周围地质结构的影响，而出现高边坡失稳的问题，这不仅影响了水利水电工程的正常运行，还给人们带了巨大的安全隐患，如果不对其进行治理的话，那么就会给人们带来一定的经济损失。目前，因为导致水利水电工程高边坡结构失稳的因素有很多，所以在对其高边坡结构进行治理的过程中，采用的加固方法也是多种多样的。不过，虽然水利水电工程高边坡结构加固方法不同，但是其目的都是一样的，都是为了提高高边坡结构的稳定性，保障水利水工工程建筑的正常运行，使其充分的发挥出水利水电工程的经济运行能力。

【关键词】水利水电；高边坡；加固

中图分类号： TV 文献标识码： A

【引言】

当前,在节约能源,开发新能源的时代背景下,水利水电工程的数量不断增加,然而在很多水利水电工程施工中,出现了高边坡失稳现象,造成了较为严重的经济损失。高边坡稳定性问题在水利水电工程施工中十分重要,甚至在一些情况下成为决定工程成败的关键性因素。为此需要做好高边坡加固治理作业,保证高边坡稳定性。在本文中,从混凝土抗滑结构、锚固技术、减载与排水技术的应用,对水利水电工程的高边坡加固治理进行了研究。在实际应用中,需要根据实际情况,选择合适的加固治理方法,采取综合措施,保证高边坡稳定性,实现工程质量。

1.加固水利水电工程高边坡的重要性分析

在工程施工中,一般会将土质边坡高度超过20m,岩质边坡高度超过30m的边坡称之为高边坡。在社会经济发展的推动下,我国高坝施工的数量不断增加,高边坡稳定性问题在实现水利水电工程质量方面发挥着重要作用。当前,我国一些水利水电工程在施工过程中出现了边坡失稳问题,严重影响着施工进度,并带来了较大的经济损失。高边坡加固与处理成为限制水利水电工程施工的重要因素。采取加固治理措施,其主要目的是防止边坡出现滑动,实现边坡的稳定性,为水利水电工程顺利施工奠定基础,保证工程质量。

2.高边坡滑坡失稳原因分析

2.1地层岩性。水利水电工程的地层结构是高边坡结构的基础，其水利水电工程高边坡结构的稳定性和强度就取决于地层的强度和刚度。但是，在长期使用的过程中，水利水电工程高边坡的地层结构容易受到外界因素的影响，使其地层岩性出现失误的现象，这就对高边坡结构的稳定性有着十分严重的影响。

2.2地质构造。地质构造的变化也可能使得水利水电工程高边坡基础的稳定性有着一定的影响，长期以来就很容易导致高边坡缓坡失稳。

2.3地形地貌。在不同的地形结构中，水利水电工程高边坡结构的张应力也有着一定的差异，如果高边坡的地形结构出现不规则的形状，那么就会导致边坡的坡顶出现裂缝，而且在加上坡脚剪应力的作用，就会对边坡结构的质量照成严重的影响。

2.4水文地质条件。水文地质条件也是导致水利水电工程高边坡结构失稳的主要应用之一，它是因为在边坡基础下存在着丰富的地下水，使得水利水电工程高边坡的基础结构在地下水的作用下，其高边坡结构出现大规模的变形，从而使其边坡结构出现质量问题。

2.5降雨。大气降水是滑坡致灾的最主要外因。降水对滑坡的作用是一个动态过程，大气降水注入滑体，增加岩土的含水量、增加岩土体容重、软化岩体、降低岩体的抗剪强度。降雨渗入到风化岩土体之下的基岩面或断水层面变成剂，降低了接触面的抗滑稳定性。

2.6人为因素。边坡的不合理设计、爆破、开挖或加载，大量生产生活用水的渗入等都能造成边坡变形破坏，甚至整体失稳。

3.高边坡的破坏形式及变形类型

高边坡的破坏形式有3种，变形类型有5种，具体为:破坏形式包括坡体变形、边坡变形和坡面变形。

3.1破坏形式

3.1.1坡体变形

边坡所在山体或斜坡体工程地质条件较差，有不良坡体或岩体结构，有贯通且延伸度长的不利结构面或软弱夹层，地下水发育，影响范围深。

3.1.2边坡变形

在边坡范围内含水率高或工程地质条件较差都易产生变形，如局部楔形体的滑动、边坡的滑坡、边坡坍塌等现象。

3.1.3坡面变形

在外界因素，比如冲刷、风化、剥蚀等作用下，会使坡面产生变形，破坏的范围一般在表层下1～2m。

3.2变形类型

变形类型有5个方面:

3.2.1坍塌

多是边坡的局部坍塌，但也有从局部开始然后发展成整体坍塌，甚至引发边坡滑坡等现象。

3.2.2滑坡

根据滑体物理性质可分为两种类型，即岩质滑坡和土质滑坡。

3.2.3崩塌

这种破坏在边坡上大多属于局部变形，根据它的发生机制可分为以下几种类型:滑动崩塌、倾倒崩塌和节理面崩塌等。

3.2.4错落

它能够使边坡体垂直下错，是下错的主要因素。

3.2.5倾倒

这种现象会使坡体向着开挖面一侧倾倒。在某种情况下，可以形成滑坡或崩塌。

4.加固水利水电工程高边坡的主要技术措施

4.1混凝土抗滑结构在水利水电工程高边坡加固治理中的应用

4.1.1混凝土沉井法

沉井属于一种较为特殊的混凝土框架结构,根据施工场地、受力状态与基坑状态等,进行沉井结构设计。通过计算下沉重量来设计沉井井壁厚度与横隔墙厚度,沉井结构在使用中能够采取分节施工的工艺。将混凝土沉井技术应用于高边坡加固治理中,能够发挥挡土墙与抗滑桩作用。混凝土沉井法的实现需要经过以下四个步骤,分别为场地平整、制作沉井、进行沉井下沉、封底。其中沉井下沉与封底属于施工中的重点与难点,尤其是沉井下沉质量的控制直接影响着整体工程的质量。开挖下沉需要保证混凝土强度生长完全,在下沉过程中将下沉偏差控制在一定范围内。在封底施工之前,需要保证沉井基面洁净,在混凝土强度增长到70%后,方可进行封底浇筑施工。

4.1.2混凝土挡墙

混凝土挡墙的结构简单,施工便捷,能够快速稳定滑坡,在加固治理水利水电工程高边坡中应用较为广泛。混凝土挡墙通过自身重量,对滑体下滑力进行支挡,能够改善局部滑坡体平衡受力。为保证混凝土挡墙质量,需将挡墙设计在最低滑动面之上,并合理安排砌深,做好排水措施,防止积水浸泡引起混凝土挡墙质量问题。

4.1.3混凝土抗滑桩及相关技术应用

上世纪五十年代初，国内少量建筑工程项目施工建设过程中曾尝试着采用混凝土抗滑桩和相关技术，至上世纪六十年代，抗滑桩技术已经得到了非常有效的推广，而且上升到了理论层次；至上世纪八十年代，国内水利水电工程建设过程中的高边坡抗滑桩技术应用已经趋于成熟。就抗滑桩来说，其应用对于滑坡病害治理具有非常重要的作用，同时其费用也不很高，特别是滑动面倾角相对比较缓时，其应用治理效果将更为明显，因此在国内水利水电工程高边坡治理中起到了非常大的作用。当采用抗滑桩技术时，其对桩后坡体的阻滑效果非常的好。滑坡体没有发生明显的变化，稳定性非常的好，安全储备性非常的好；比如，安康水电站边坡加固过程中，其两侧都缺乏比较稳定的地层，加之两岸施工规模非常的大，所以其开挖边坡高度甚至超过了200米。即便是单坡段，其高度也在30至40米范围之内。实践中可以看到，大量开挖以后，导致边坡岩体自身所蕴含的应力得以大量释放，因此容易产生断面暴漏问题，加之雨水侵袭，对边坡自身的稳定性造成了严重的影响，边坡开挖实践中的工程滑坡现象屡见不鲜。利用抗滑桩技术，可有效地实现安康溢洪道边坡的稳定、牢固，比如在263米位置设直径为一米的9根钢筋混凝土抗滑桩。一般而言，每一根桩上都设有几个甚至更多的棱体，其中最深位置在35米以上，这时候桩顶很可能会嵌入至溢洪道渠底板内部。实际操作过程中，为了能够有效地保证对平台外侧基坑施工的影响不大，桩身由大孔径钻机进行施工作业，有完整的孔壁，有较快的施工建设进度，一般表现两月内要完成。

4.2锚固技术在水利水电工程高边坡加固治理中的应用

锚固技术指的是在地基或边坡岩层或土层中固定一侧受拉杆件的技术,在加固与治理水利水电工程高边工程中发挥着重要作用。锚固技术的应用主要表现在以下几个方面:

4.2.1锚固洞

锚固洞加固是治理高边坡稳定问题的重要措施,然而在进行锚固洞加固的施工中,需要注重其施工工序的次序,保证按照先内后外,从上至下,逐渐加固,循环递进的方式进行,在施工过程中应避免对边坡造成负面影响。

4.2.2喷混凝土护坡

喷混凝土护坡是治理加固高边坡的常见工艺,其施工工艺十分简单,进行混凝土拌制并浇筑即可,施工速度十分快,工作效率高,治理加固高边坡的成本较低,并可以与锚杆相结合,发挥良好的加固作用。喷混凝土护坡施工之前,需要清理岩层碎石,并安装锚栓,从而更好的固定岩石,防止出现滑坡等问题。

4.2.3预应力锚固技术

在水利水电工程中，预应力锚索加固技术也是一种常见的高边坡加固技术，这一技术主要是将锚索锚固在高边坡深层的岩石上，然后利用锚索将力传导到混凝土框架上，然后利用混凝土框架来对不稳定的坡体施加预应力，从而使原来的松散岩体进行挤压，增加其内部的压力和摩擦力，从而起到加固的目的。这种施工技术的主要优势是：如果应用在高边坡或隧道口明挖中，那么开挖量将大大减少，而且为提前进入洞中创造有利条件；可以在不影响水库正常运行的前提下，用于坝体和坝基的加固施工；对于混凝土结构出现的裂缝，使用这一技术可以将裂缝荷载分不到较大的区域内等等。上述这些优势使得这一技术在高边坡的加固处理中应用非常广泛。这一技术施工中的具体方法为：

（1）钻设锚孔。洞室开挖应按照设计桩号采用拉线尺量，结合水准测量进行放线，并用贴钎和油漆标记准确定位锚孔位置；钻机严格按照设计孔位、倾角和方位准确就位，锚孔下倾与水平面夹角为2O度。倾角误差不超过±l度，方位误差不超过±2度；锚索钻孔要求干钻，禁止开水钻；在钻进过程中应对每个孔的地层情况、地下水情况等认真做好记录，如钻孔成径、孔深要求不得小于设计值；钻造结束后，须用高压空气将孔中岩土粉及水全部清除出来，并经现场监理检验合格后，方可进行锚索(杆)安装。

（2）锚索(杆)制作工艺。锚索材料一定要选用高强度和低松弛预应力钢铰线；工程中锚筋下料时一定整齐准确。施工误差不大于±50mm，预留张拉段钢绞线为1.5m，并注意各单元体长度的不同值；锚索在制作时，应将无粘结钢绞线绕绕承载体弯曲成u型，并用钢带与承载体绑扎牢固；注浆管与隔离架应按设计要求安设，注浆管底端距孔底20cm；各单元锚杆的外露端应做好永久性标记；制作好的锚索体在运输和安装过程中，不能出现死弯折，不得损坏隔离架、注浆管及钢绞线外包的涂塑层。

4.3减载与排水技术在水利水电工程高边坡加固治理中的应用

4.3.1减载反压技术

在治理水利水电工程高边坡问题时,多会应用到减载反压技术。减载反压技术的施工工艺为,对施工高边坡中滑坡体岩体部分进行清除,从而降低其压力,降低滑坡体下滑力。如仅仅采取减载方法,在很多情况下是难以保证防滑效果,为此,需要将减载与反压技术相结合,将从滑坡体岩体清除后的碎石,堆于边坡部位,或是防滑部位,通过这种方式,降低高边坡滑坡体下滑力。在加固与治理上陡下缓滑坡时,减载反压技术效果更为明显。

4.3.2地表水排除

当地表水进入到滑坡体之后,会引起滑坡体重量增加,并在水分作用下,降低滑动岩层内摩擦力,增加滑动力。采取措施排除地表水,能够降低岩土体中中空隙水压力,减少滑动力,从而增强高边坡稳定性。一般在处理水利电力工程高边坡地表水时,需要尽量将高边坡岩体地下水位降低,从而对边坡的稳定提供良好基础。当前,进行浅层地下水的排除,多采取的是水平钻孔、挖设盲沟与截水沟的方式进行,深层地下水的排除,多是通过排水廊道、集水井、截水盲沟等方式。对于坡体范围内地表水,对开裂黄土进行封堵,顺地表水流向设置排水沟,做好排水工程。

【结束语】

在水利水电工程正常运行的过程中，由于其高边坡结构容易受到周围外界环境、水文地质等方面的影响，而出现水利水电工程高边坡结构失稳的情况，这不仅对水利水电工程建筑设施的正常运行有着一定的影响，还存在着安全隐患，时刻威胁着人们的生命财产安全。因此，我们就要对水利水电工程高边坡结构失稳的原因进行分析，并且根据加固工程施工的相关规范以及工程施工的实际情况，来对水利水电工程高边坡结构加固方法进行选取，从而对水利水电工程高边坡结构起到良好的加固效果。

【参考文献】

[1]徐大伟，刘晶晶，丁焱.论水利水电工程高边坡加固措施[J].科技致富向导，2011（6）：11.

[2]刘克伟.水利水电工程高边坡的治理与加固探讨[J].中国房地产业，2011（3）：231.

[3]仇志清.水利水电工程高边坡的加固与治理[J].城市建设,2012,(31).

[4]李继杰.水电水利工程施工中高边坡加固技术的应用[J].北京农业,2013,3,34(9):219.

[5]周勇健.水利水电工程中关于边坡加固技术应用的探讨[J].民营科技,2011，6(11):268.