邊坡穩(wěn)定問題是水利水電工程中經(jīng)常遇到的問題。邊坡的穩(wěn)定性直接決定著工程修建的可行性，影響著工程的建設投資和安全運行。

我國曾有幾十個水利水電工程在施工中發(fā)生過邊坡失穩(wěn)問題， 如天生橋二級水電站廠區(qū)高邊坡、漫灣水電站左岸壩肩高邊坡、安康水電站壩區(qū)兩岸高邊坡、龍羊峽水電站下游虎山坡邊坡等等。為治理這些邊坡不但耗去了大量的資金， 還拖延了工期， 成為我國水利水電工程施工中一個比較嚴峻的問題， 有的邊坡工程甚至已經(jīng)成為制約工程進度和成敗的關鍵。我國正在建設和即將建設的一批大型骨干水電站，如三峽、龍灘、李家峽、小灣、拉西瓦、錦屏等工程都存在著嚴重的高邊坡穩(wěn)定問題。其中三峽工程庫區(qū)中存在10 幾處近億立方米的滑坡體，拉西瓦水電站下游左岸存在著高達700m 的巨型潛在不穩(wěn)定山體， 龍灘水電站左岸存在總方量1000 萬m3 傾倒蠕變體等。

高邊坡的地質(zhì)構(gòu)造往往比較復雜， 影響滑坡的因素也很多， 因此， 我國廣大水電科技人員在與滑坡災害作斗爭的過程中， 不斷總結(jié)經(jīng)驗教訓， 積極開展科技攻關， 總結(jié)出了一整套水電高邊坡工程勘測、設計和施工新技術，成功地治理了天生橋二級、漫灣、李家峽、三峽、小浪底等工程的高邊坡問題。

一、混凝土抗滑結(jié)構(gòu)的應用

㈠混凝土抗滑樁

抗滑樁由于能有效而經(jīng)濟地治理滑坡， 尤其是滑動面傾角較緩時， 其效果更好， 因此在邊坡治理工程中得到了廣泛采用。如：天生橋二級水電站于1986 年10 月確定廠房下山包壩址后，11 月開始在廠房西坡進行大規(guī)模的開挖，加上開挖爆破和施工生活用水的影響，誘發(fā)了面積約4 萬㎡、厚度約25～40m、總滑動量約140 萬m3 的大型滑坡體。初期滑動速度平均每日2mm，到次年2 月底每日位移達9mm. 如繼續(xù)開挖而不采取任何工程處理措施， 預計雨季到來時將會發(fā)生大規(guī)模的滑坡，為此，采取了抗滑樁等一整套治理措施。

抗滑樁分成兩排布置在廠房滑坡體上，在584m 高程上設置1 排，在597m 高程平臺上設置1 排，樁中心距6m，樁深為25～39m，其中心深入基巖的錨固深度為總深度的1／ 4，斷面尺寸為3m×； 4m，設置15kg／m 輕型鋼軌作為受力筋，回填200 號混凝土，每根抗滑樁的抗剪強度為12840kn ，17 根全部建成后，可以承受滑坡體總滑動推力218280kn. 第一批抗滑樁從1987 年3 月上旬開工， 5 月下旬開始澆筑， 6 月1 日結(jié)束。第二批抗滑樁施工是在1987～1988 年枯水期內(nèi)完成的。

抗滑樁開挖深度達3～4m 后，在井壁噴30～40cm 厚的混凝土。對巖體較好的井壁采用打錨桿、噴錨掛網(wǎng)的方法進行支護，噴混凝土厚度10～15cm。對局部塌方部位增設鋼支撐?？够瑯堕_挖到設計要求深度后，進行鋼筋綁扎和鋼軌吊裝。

混凝土澆筑采用水下混凝土的配合比， 由拌和樓拌和， 混凝土罐車運輸直接入倉， 每小時澆筑厚度控制在1.5m 內(nèi)，特別是在滑動面上下4m 部位，還需下井進行機械振搗。在澆到離井口5～7m 時，要求分層振搗。每個井口設兩個溜斗， 溜管長度為10～14m，管徑25cm。

抗滑樁的建成，對樁后坡體起到了有效的阻滑作用。

采用抗滑樁是穩(wěn)定安康溢洪道邊坡的主要手段，在263m 高程平臺上共設置了9 根直徑1m的鋼筋混凝土抗滑樁， 每根樁都貫穿幾個棱體， 最深的達35m，樁頂嵌入溢洪道渠底板內(nèi)。

為了不干擾平臺外側(cè)基坑的施工，樁身用大孔徑鉆機鉆成，孔壁完整， 進度較快， 兩個月就全部完成。這9 根抗滑樁按兩種工作狀態(tài)考慮： 在溢洪道未形成時， 抗滑樁按彈性基礎上的懸臂梁考慮， 不考慮樁外側(cè)滑面上部巖體的抗力； 在溢洪道建成后抗滑樁樁頂嵌入溢洪道底板，此時按滑坡的下滑力考慮。

抗滑樁混凝土標號為r28250 號，鋼筋為φ 40ⅱ級鋼?？够瑯队?982 年1 月施工， 3 月完成后，基坑繼續(xù)下挖，邊坡上各棱體的基腳相繼暴露。同年11 月，在fb75 與f22 斷層構(gòu)成的棱體下面坡根爆破開挖后，發(fā)現(xiàn)在263m 高程平臺上沿fb75、f22 斷層及7 號抗滑樁外側(cè)近南北向出現(xiàn)小裂縫，且裂縫不斷擴大， 21 天后7 號抗滑樁外側(cè)的fb75 ～ f22 棱體下滑，依靠7 號抗滑樁的支擋，樁內(nèi)側(cè)山體得以保存。

(二)混凝土沉井

沉井是一種混凝土框架結(jié)構(gòu)， 施工中一般可分成數(shù)節(jié)進行。在滑坡工程中既起抗滑樁的作用，有時也具備擋土墻的作用。

天生橋二級水電站首部樞紐左壩肩下游邊坡，在二期工程壩基開挖澆筑過程中，曾于1986 年6 月和1988 年2 月兩次出現(xiàn)沿覆蓋層和部分巖基的順層滑動?；麦w長80m，寬45m，高差35m，最大深度9m，方量約2 萬m3。為了避免1988 年汛后左導墻和護坦基礎開挖過程中滑體再度復活， 確?；拥陌踩┕?， 對左岸邊坡的整體進行穩(wěn)定分析后， 決定在坡腳實施沉井抗滑為主和坡面保護、排水為輔的綜合治理措施。

沉井結(jié)構(gòu)設計根據(jù)沉井的受力狀態(tài)、基坑的施工條件和沉井的場地布置等因素決定， 沉井結(jié)構(gòu)平面呈“田”字形，井壁和橫隔墻的厚度主要由滿足下沉重量而定。井壁上部厚80cm，下部厚90cm；橫隔墻厚度為50cm，隔墻底高于刃腳踏面1.5m，便于操作人員在井底自由通行。沉井深11m ，分成4、3、4m 高的3 節(jié)。

沉井施工包括平整場地、沉井制作、沉井下沉、填心4 個階段。

下沉采用人工開挖方式，由人力除渣，簡易設備運輸，下沉過程中需控制防偏問題，做到及時糾正。合理的開挖順序是：先開挖中間，后開挖四邊；先開挖短邊，后開挖長邊。沉井就位后清洗基面， 設置φ25 錨桿（錨桿間距為2m，深3.5m），再澆筑150 號混凝土封底，最后用100 號毛石混凝土填心。

沉井工程建成至今， 已經(jīng)受了多年的運行考驗。目前，首部邊坡是穩(wěn)定的，沉井在邊坡穩(wěn)定中的作用是明顯的。

㈢混凝土框架和噴混凝土護坡

混凝土框架對滑坡體表層坡體起保護作用并增強坡體的整體性， 防止地表水滲入和坡體的風化?？蚣茏o坡具有結(jié)構(gòu)物輕，材料用量省，施工方便，適用面廣，便于排水，以及可與其他措施結(jié)合使用的特點。

天生橋二級水電站下山包滑坡治理采用混凝土護面框架， 框架分兩種型式?；娓浇蚣埽涔?jié)點設長錨桿穿過滑面， 為一設置在彈性基礎上節(jié)點受集中力的框架系統(tǒng)； 距滑面較遠的坡面框架，節(jié)點設短錨桿，與強風化坡面在一定范圍內(nèi)形成整體。

下山包滑坡北段強風化坡面框架采用50×； 50cm、節(jié)點中心2m 的方形框架，節(jié)點處設置兩種類型錨桿： 在550～560m 高程間坡面， 滑面以上節(jié)點垂直于坡面設置φ 36 及φ32、長12m 砂漿錨桿，在565～580m 高程間坡面則設垂直于坡面的φ28、長6m 的砂漿錨桿，相應地框架配筋為8φ20 和4φ20?？蚣芤笤谄旅嫱?0cm 深，50cm 寬的槽， 部分嵌入坡面內(nèi)，表層填土并摻入耕植上，形成草本植被的永久護坡。

在巖性較好的部位可采用錨桿和噴混凝土保護坡面。

㈣混凝土擋墻

混凝土擋墻是治坡工程中最常用的一種方法， 它能有效地從局部改變滑坡體的受力平衡，阻止滑坡體變形的延展。

在1986 年6 月，天生橋二級水電站工程下山包廠址未定之前，由于連降大雨（其降雨量達91.2mm ），550m 高程夾泥層上面的巖體滑動10 余cm，584m 高程平臺上出現(xiàn)3 條裂縫，其中最長一條55m 長， 2.2cm 寬，下錯2cm。為此采取了在550m 高程澆筑50 余m 長的混凝土擋墻和打錨桿等措施。

天生橋二級水電站廠房高邊坡坡頂設置了混凝土擋土墻， 以防止古滑坡體的復活， 部分坡面采用漿砌塊石護面加固，坡腳680m 高程設置混凝土防護墻。

在漫灣水電站邊坡工程中也采取了澆混凝土擋墻及漿砌石擋墻、混凝土防掏槽等措施，綜合治理邊坡工程。

㈤錨固洞

在漫灣水電站邊坡工程中，采用各種不同斷面的錨固洞64 個，形成較大的抗剪力。在左岸邊坡滑坡以前，已完成2m×； 2m 斷面小錨固洞18 個，每個洞可承受剪力9000kn.此外，還利用地質(zhì)探洞回填等增加一部分剪力。由于錨固洞具有一定的傾斜度， 防止了混凝土與洞壁結(jié)合不實的可能性， 同時采取洞樁組合結(jié)構(gòu)的受力條件遠較傳統(tǒng)懸臂結(jié)構(gòu)合理， 可望提供較大的抗力。

二、錨固技術的應用

采用預應力錨索進行邊坡加固，具有不破壞巖體，施工靈活，速度快，干擾小，受力可靠，且為主動受力等優(yōu)點， 加上坡面巖體抗壓強度高， 因此， 在天生橋二級、漫灣、銅街子、三峽、李家峽等工程的邊坡治理中都得到大量應用。

在漫灣水電站邊坡工程中， 采用了1000kn 級錨索1371 根、1600kn 級錨索20 根、3000kn級錨索859 根、6000kn 級錨索21 根，均為膠結(jié)式內(nèi)錨頭的預應力錨索，采取后張法施工。

預應力錨索由錨索體、內(nèi)錨頭、外錨頭三部分組成。內(nèi)錨頭用純水泥漿或砂漿作膠結(jié)材料，其長度1000kn 級為5～6m，3000kn 級為8～10m，6000kn 級為10～13m；外錨頭為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，與基巖接觸面的壓應力控制在2.0mpa 以內(nèi)。

為提高錨索受力的均勻性， 漫灣工程施工單位設計了一種小型千斤頂， 采用“分組單根張拉” 的方法， 如3000kn 錨索19 根鋼絞線， 每組拉3 根，7 次張拉完； 6000kn 錨索37 根，10 次張拉完，既簡化操作程序，又提高錨索受力均勻性。錨索在補償張拉時可以用大千斤頂整體張拉（如3000kn 錨索），也可繼續(xù)用分組單根張拉方法（如6000kn 錨索），都不會影響錨索受力的均勻性。

在小浪底工程中大規(guī)模采用的無粘結(jié)錨索具有明顯的優(yōu)點， 其大部分鋼絞線都得到防腐油劑和護套的雙重保護， 并且可以重復張拉。由于在施工時內(nèi)錨頭和鋼鉸線周圍的水泥漿材是一次灌入的， 漿材凝固后再張拉， 因此減少了一道工序， 提高了工效， 但其價格相對較高。

在高邊坡施工過程中為保證開挖與錨固同步施工， 必須縮短錨索施工時間， 及早對巖體施加預應力，以達到加快工程進度，確保邊坡穩(wěn)定的目的。為此，結(jié)合八五科技攻關，在李家峽水電站高邊坡開挖過程中，成功將1000kn 級預應力錨索快速錨固技術應用于工程中。

室內(nèi)和現(xiàn)場試驗表明，采用n-1 注漿體和y-1 型混凝土配合比可以滿足1000kn 級預應力錨索各項設計技術指標，而施加預應力的時間由常規(guī)的14～28d 縮短到3～ 5d.該項成果對及時加固高邊坡蠕變和松弛的巖體具有重要的現(xiàn)實意義，充分體現(xiàn)了“快速、經(jīng)濟、安全”的原則。

三峽永久船閘主體段高邊坡工程規(guī)模之大、技術難度之高均為國內(nèi)外邊坡工程所罕見，其加固過程中， 采取了噴混凝土、掛網(wǎng)錨桿、系統(tǒng)錨桿、打排水孔、設置排水洞、采用3000kn級預應力錨索等綜合治理措施，其中， 3000kn 對穿錨束1924 束，在國內(nèi)尚屬首例。系統(tǒng)設計3000kn 級預應力對穿錨束1229 束，孔深22.1～56.4m ，主要分布在南北坡直立墻和中隔墩閘首及上下相鄰段。南北坡直立墻布置兩排，水平排距10～20m，孔距3～ 5m，第一排距墻頂8～10m，第二排距底板高20m 左右，均于兩側(cè)山體排水洞對穿。中隔墩閘首布置3排，排距10m，孔距3.5～6.4m，第一排距墻頂10m 。此外，動態(tài)設計3000kn 級預應力對穿錨束695 束，孔深16～66m，主要布置在中隔墩閘室和豎井部位。對穿錨束分為無粘結(jié)和有粘結(jié)兩種型式， 其結(jié)構(gòu)主要由錨束束體和內(nèi)外錨頭組成。由于錨索采取對拉錨索的形式，將內(nèi)錨頭放在山體內(nèi)的排水廊道中， 因此， 內(nèi)錨頭不再是灌漿錨固端， 而是置于廊道內(nèi)的墩頭錨或雙向施加張拉的預應力錨。這類加固方式將排水和錨固結(jié)合起來， 減少了約占錨索長度1／3～1／4 的內(nèi)錨固段，是一種理想的加固形式。

來源：網(wǎng)絡