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水利水电工程高边坡加固治理研究
摘要:随着中国很多高坝建设的实施,在水利水电工程中高边坡的稳定问题表现突出。因为边坡的地质构造相对复杂,其对边坡有所影响的原因也有非常多。对于水利水电项目的边坡问题,其要对加固方法能依据施工阶段的不一样而使用各类加固方法,从而比使用简单的方法进行加固,能够有效的节省成本,既而把效益提高。
关键词:水利水电;高边坡;加固
1水利水电工程高边坡加固与治理的目的
在水利水电工程主要水工建筑施工过程中经常碰到岩质高边坡的治理问题,如水库溢洪道开挖后的边坡、大坝岸坡开挖后的边坡及水电站前池、明渠、隧洞口开挖后的边坡等均存在高边坡的加固与整治问题。高边坡加固与整治措施多种多样,技术复杂的程度也各不相同,但目的均是为了防止边坡的滑动,提高岩体稳定性,确保边坡的整体稳定,从而保障高边坡下的水工建筑能够安全运行,充分发挥其技术与经济运行能力。
2高边坡滑坡失稳的原因
2.1外部因素
造成高边坡滑坡失稳的外部因素有很多,总结起来主要有以下几条:地质构造、地层岩性、地形外貌、降雨、水文地质等。地质岩层的样式和节理裂隙的性质都是由地质构造决定的。岩层破碎、节理裂隙发育都会对高边坡的稳定产生影响。地层岩性决定岩体的强度和抗老化风化的性质,也是构成高边坡的基础,如果岩体强度强、抗风化能力强,那么高边坡的稳定性好,发生高边坡滑坡失稳的几率小;反之亦然。良好的地形外貌能够降低高边坡顶部产生的张应力,减小高边坡顶部的裂缝,增强高边坡的稳定性。降雨是影响高边坡稳定最主要的外部因素,降雨能够以持续的动态环节来影响高边坡的稳定,下降的雨水能够击打边坡,渗入边坡的雨水能够“腐蚀”边坡,而且增加岩体重量,降低岩体的强度。雨水还能成为高边坡和地基之间的“润滑剂”和“软化剂”[3],进一步增加安全隐患的可能性。地下水能够软化岩层,降低岩层的强度,一个地区的水文地质是影响高边坡稳定性的重要因素。
2.2人为因素
设计者在设计的过程中如果高边坡设计不合理极易造成高边坡的滑坡失稳。为了缩短工期,加快进度,大量的使用爆破、加载和开挖手段也很容易造成严重的事故。生活用水的大量渗透也会影响水利水电工程的安全问题。还有的水利水电工程在施工过程中,将法律法规和标准规范抛之脑后,采用不合格的原材料,为工程的安全问题留下了隐患。但是人为因素造成的高边坡的滑坡失稳问题是可以有效的预防的,如在设备问题上,采用新更可靠的设备;在施工过程中,聘请专业的技术人才进行现场监督指挥;在管理问题上,要采用新的管理观念和管理方法,做到预防为主,防治结合。设计合理、施工规范、重视法律法规等措施都能很好的降低高边坡滑坡失稳发生的几率。
3水电水利工程中高边坡加固技术的应用
3.1混凝土抗滑结构运用
3.1.1抗滑桩施工技术
运用混凝土抗滑桩可以穿透土层,牢牢固定在高边坡上,当出现滑坡时就会起到阻挡作用,极大的增强了高边坡的稳定性,是比较常见的高边坡加固方法。一般来说,将混凝土抗滑桩应用在滑坡前端的效果最好,尤其适用于浅层和中层滑坡,在具体施工中应结合水利水电工程要求来选择桩体类型,抗滑桩的埋设深度要在桩长的1/4~1/2之间,布置形式可以使用连排、间排、顶部连接下部间隔等,桩间距通常为桩径的5倍左右,即可保证土体能够被抗滑桩所拦截。
3.1.2沉井结构施工技术
沉井结构同样是混凝土框架的重要模式之一,是混凝土抗滑桩和挡土墙的有机结合体,有着二者的独特优势,在沉井结构的设计中要对土体受力情况和高边坡施工环境进行全面分析,确保设计方案的科学性与可行性,施工流程包括场地清理、沉井制作、沉井下沉与封底施工。其中,沉井下沉既是施工难点,也是施工关键点,需要在下沉期间对沉井角度进行严格的控制,还要尽可能地减少沉井与周围土体的摩擦,当下沉到规定位置后,需要将基面予以清理,然后进行封底施工。
3.2锚固施工技术的运用
3.2.1喷射混凝土支护施工
该方法具有施工效率高、操作简便的优势,可分为干拌法和湿拌法两种,湿拌法在水利水电工程高边坡加固施工中备受青睐,混凝土充分拌合后在压浆泵的作用下通过喷嘴喷射出来,施工流程易于控制,施工效果较为理想。喷射混凝土施工之前需要做好一系列的准备工作,如检查锚杆和喷浆机,清理现场杂物,所用水泥、砂、石子比例为1:2:2,水灰比为0.4。水泥选择普通型号即可,粗骨料粒径不能超过25mm,级配较高,还需添加适量外加剂。喷射顺序为自上而下,风压应大于0.4MPa,水压为0.5MPa,喷射厚度在5cm左右,在初次喷射两个小时之内需再次喷射,喷射混凝土期间要实时控制好喷射质量。
3.2.2预应力锚固施工
首先,进行锚孔钻造施工。根据施工设计钻孔位置、倾角层度以及定位等对钻机设备进行准备与就位,水平面与锚孔下倾程度之间的夹角应为20°。在钻孔施工后还应使用高压气体对锚孔中存在的杂质与水等进行清除,接下来安装锚筋并进行锚孔灌浆浇筑。其次,制造锚索。对于锚索的制作材料应具有较高的强度与较低弛荷载力的钢铰线,下料误差应在±50mm之内,预留的钢绞线长度应为1.5m,钢绞线围绕承载物体弯曲成U字型,再加以固定,注浆管线末端与钻孔底部之间的距离应为20cm。最后,注浆施工。施工人员在对锚孔进行注浆期间,注浆应严格结合相应的配比方法与材料进行配置,水灰比为0.4,搅拌均匀后利用孔底返浆技术对锚孔进行注浆,注浆期间不能出现间隔,当砂浆强度满足施工设计强度需求时,实施锚索张拉施工。
3.3排水、减载技术的运用
3.3.1减载反压施工技术
这种施工技术在水电水利工程高边坡施工中有着较为广泛的应用空间。减载的主要意义是对高边坡下滑力进行控制与降低,其应用的主要措施通常为销去滑坡后缘的岩土结构,但只进行相应的减载不能较更好的对滑坡现象进行有效控制,应与反压措施同时进行使用,也就是将消除的岩土结构根据施工需求摆放在滑坡阻滑位置,在控制下滑力的同时,对抗滑力进行提升。这种施工技术在上陡下缓中进行使用具有较强的质量。
3.3.2排水施工技术
其主要囊括了对地下水与地表水的清除。在对地表水进行清除期间,应对进入到边坡变形区域地表水进行拦截,主要为雨水以及泉水等。例如:施工人员可在滑坡体附近对排水沟以及拦水沟等进行修建。滑坡体中存在的地表水可对地形地势进行利用并对网状排水系统进行建设。清除地表水后可成分降低滑动力,对岩土结构中的含水量与水压等进行降低,在提高抗滑力的基础上使得高边坡稳定性不断提升。对地下水进行排除期间,结合地下水深度分为浅层与深层地下水排水方法。对于浅层地下水施工人员对盲沟、截水沟等进行使用。深层地下水可对集水井、节水盲沟以及排水廊道等进行使用。
5结语
在目前我国水利水电工程的建设数量在逐年递增以及建设规模在不断扩大的同时,为了确保此工程的施工质量,针对其边坡稳定性要提高重视,在分析影响边坡稳定性的因素之后,需要在施工中采用混凝土抗滑结构以及锚固施工技术来对边坡进行加固,此外,还要对排水和减载等技术进行应用,实现边坡加固技术应用效率的提升来保证水利水电工程的建设质量、安全和效率。
参考文献
[1]钟华,水利水电工程施工中高边坡加固技术的应用探讨[J].江西建材,2017(19):145-145.
[2]刘俊宾,水利水电工程中高边坡的加固和治理[J].科技创新与应用,2017(5):208-208.
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