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摘要:边坡稳定问题是水利水电工程中经常遇到的问题。边坡的稳定性直接决定着工程修建的可行性,影响着工程的建设投资和安全运行;高边坡的地质构造往往比较复杂。影响滑坡的因素也很多,本文仅就水利水电工程岩质高边坡的加固与整治措施进行了简要介绍。
关键词:高边坡;水利水电;加固治理
Abstract: the stability of slope is frequently encountered in water conservancy and hydropower projects. The stability of the slope directly determine the feasibility of construction engineering, impact on the project construction investment and operation safety; The result of difference of geological structures are often more complex. Influence factors of landslide is very much also, this paper only just hydropower engineering rock slope reinforcement and control measures are briefly introduced.
Keywords: high slope; Water conservancy and hydropower; Strengthening management
中图分类号: TV 文献标识码:A文章编号:
一、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。
二、水利水电工程高边坡加固的方法与应用
1、混凝土抗滑桩加固方法
抗滑桩由于能有效而经济地治理滑坡。尤其是滑动面倾角较缓时,其效果更好,因此在边坡治理工程中得到了广泛采用抗滑桩分成两排布置在厂房滑坡体上。在584m高程上设置1排,在597m高程平台上设置1排,桩中心距6m,桩深为25—39hn,其中心深人基岩的锚固深度为总深度的1/4,断面尺寸为3m×4m,设置15kg/m轻型钢轨作为受力筋,回填200号混凝土,每根抗滑桩的抗剪强度为12840KN,17根全部建成后,可以承受滑坡体总滑动推力218280kN抗滑桩开挖深度达3—4m后,在井壁喷30—40cm厚的混凝土。对岩体较好的井壁采用打锚杆、喷锚挂网的方法进行支护,喷混凝土厚度10—15cm,对局部塌方部位增設钢支撑。抗滑桩开挖到设计要求深度后,进行钢筋绑扎和钢轨吊装。混凝土浇筑采用水下混凝土的配合比,由拌和楼拌和,混凝土罐车运输直接入仓,每小时浇筑厚度控制在1.5 m内,特别是在滑动面上下4m部位,还需下井进行机械振捣。在浇到离井口5—7m时,要求分层振捣。每个井口设两个溜斗,溜管长度为10—14m,管径25cm抗滑桩的建成,对桩后坡体起到了有效的阻滑作用。
2、土沉井加固方法
土沉井是一种由混凝土构成的框架结构,在进行施工时往往分为数节进行。在水利水电高边坡工程中既可以起到抗滑桩的作用,同时也可以起到挡土墙的功能。在进行土沉井的结构设计时,往往需要考虑沉井所在场地的环境、受力状况、基坑状况等,土沉井的结构通常呈现“田”字形,而井壁以及横隔墙的厚度往往由下沉重量决定。
在进行土沉井施工时,一般包括场地平整、沉井制作、沉井下沉以及封底等操作,在这其中沉井下沉以及封底操作是工程中的重点和难点。在进行沉井下沉施工时,应该尽量减小土体与沉井之间的摩擦力,而且必须要等到沉井混凝土强度达到要求后,才能够进行下面的挖土下沉操作。在进行封底操作时,首先要对基面进行清洗,当混凝土的强度达到七成时,进行混凝土浇筑封底施工。
3、混凝土挡墙加固方法
在高边坡加固中,混凝土挡墙是一种比较常见的施工方式,这种方法能够很好的改善滑坡体的受力失衡问题,进而使得滑坡体变形得到很好的控制。通常这种施工方式具有结构简单易于操作且迅速起到相应的稳定高边坡结构的优点。在进行混凝土挡墙的设计时,应该充分考虑滑面的形状以及位置,从而选择适合的挡墙基础砌筑深度,此外,挡墙后面应该设计必要的泄水孔,从而有效的减少静水压力以及水的浸泡腐蚀。
三、锚固技术应用
1、锚固洞加固技术
在加固高边坡时,锚固洞加固技术是一种较为常见而且有效的方法,在施工时应该按照由内而外、自上而下、逐层加固的方式进行。处于同一结构面的锚固洞应该采取跳洞开挖的施工方式,从而降低由于抗滑力的减少而影响高边坡的稳定性。此外,锚固洞自身具备一定的倾斜度,从而有效的避免了混凝土与洞壁之间结合不实的现象。
2、喷混凝土护坡
混凝土框架能够对高边坡表面起到很好的保护作用,此外能够有效的增加整个坡体的整体性,对于水的渗入以及风化现象都有很好的预防作用,并且整个过程中施工材料的使用量较小,而且施工较为方便,实现了混凝土从运输到浇筑再到捣固的全面机械化操作,是一种全新的施工方法。这种方法靠的是一定速度的冲击喷射进行,其整体强度要比原来的木质结构更加坚固,比钢筋结构更加经济合理。再加上锚杆工艺的配合,在减少洞室开挖量、节省水泥方面效果更加明显。
3、预应力锚固
在进行高边坡工程施工时,为了更好的保证开挖和锚固同步进行,应该尽早的对岩体施加预应力,从而更好的保证工程的进度以及整体稳定性。利用预应力锚索技术进行高边坡的加固,具有不破坏岩体、施工快速便捷、受力可靠等优势。因此这种施工技术在很多的水利水电工程高边坡加固工程中都有着广泛的应用。通常这一技术的施工过程如下:
(1)锚孔钻造。在进行洞室开挖施工时,应该严格按照设计桩号采用拉线尺量与水准测量相结合的方式进行放线操作,准确定位锚孔位置做好标记。进行钻孔操作时,孔位、倾角、方位等都要准确,锚孔下倾与水平之间的夹角应该为二十度,误差控制在上下一度之间,方位的误差上下不能大于两度,此外,锚索的钻孔应该保持干燥状态,禁止使用水钻进行钻孔,对于每一个孔所处的地层情况进行详细的记录,钻孔施工时,孔径、深度都应该符合相关的设计要求,当钻孔深度达到设计的要求深度时,不能马上停止钻孔操作,需要进行三到四分钟的稳钻操作,并对钻孔进行必要的清理工作。
(2)锚索(杆)制作。锚索材料选用高强度、低松弛预应力钢铰线;锚筋下料时应整齐准确。误差不大于±50mm,预留张拉段铡绞线为1.5 m,并注意备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20 cm;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。
(3)锚孔注浆。锚杆注浆的注浆材料应严格按照经试验合格的配比备料,并应严格按照配合比搅拌均匀,浆体强度不低于40 Mpa;应采用水灰比0.4:0.5的纯水泥浆。锚孔采用孔底返浆法进行注浆,并且注浆要一次完成,中间不得间断,待砂浆强度达到设计强度后,方可进行锚索张拉,洼浆过程应认真做好现场注浆记录,每批次注浆都应进行浆体强度试验,试验不得小于两组。当锚索张拉锁定后,应向锚头与自由段间的空隙实施充填灌浆。
总之,高边坡的加固治理是水利水电工程建设的重要环节,关系着工程的建设与安全运行,是影响工程进度和投资的关键因素。因此,在进行高边坡加固治理时,要加强项目施工技术、试验、质检、机械制配等方面专业技术人员的力量,实施技术攻关,大胆尝试、积极推进技术创新。同时,要学习同行业施工新技术、新工艺实践应用经验,通过技术创新和新工艺、新产品的应用,结合工程特点,提出相应的加固方案,选择便于实施的加固治理方案。
参考文献
1、张鹏文,浅论水利水电工程高边坡的加固与治理,价值工程,2010,29(9)
2、冯仲宁,水利水电工程高边坡的加固与治理,科技信息(科学•教研),2008(6)
3、赵晨霏,水利水电工程高边坡的加固与治理,才智,2011(19)
注:文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词:高边坡;水利水电;加固治理
Abstract: the stability of slope is frequently encountered in water conservancy and hydropower projects. The stability of the slope directly determine the feasibility of construction engineering, impact on the project construction investment and operation safety; The result of difference of geological structures are often more complex. Influence factors of landslide is very much also, this paper only just hydropower engineering rock slope reinforcement and control measures are briefly introduced.
Keywords: high slope; Water conservancy and hydropower; Strengthening management
中图分类号: TV 文献标识码:A文章编号:
一、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。
二、水利水电工程高边坡加固的方法与应用
1、混凝土抗滑桩加固方法
抗滑桩由于能有效而经济地治理滑坡。尤其是滑动面倾角较缓时,其效果更好,因此在边坡治理工程中得到了广泛采用抗滑桩分成两排布置在厂房滑坡体上。在584m高程上设置1排,在597m高程平台上设置1排,桩中心距6m,桩深为25—39hn,其中心深人基岩的锚固深度为总深度的1/4,断面尺寸为3m×4m,设置15kg/m轻型钢轨作为受力筋,回填200号混凝土,每根抗滑桩的抗剪强度为12840KN,17根全部建成后,可以承受滑坡体总滑动推力218280kN抗滑桩开挖深度达3—4m后,在井壁喷30—40cm厚的混凝土。对岩体较好的井壁采用打锚杆、喷锚挂网的方法进行支护,喷混凝土厚度10—15cm,对局部塌方部位增設钢支撑。抗滑桩开挖到设计要求深度后,进行钢筋绑扎和钢轨吊装。混凝土浇筑采用水下混凝土的配合比,由拌和楼拌和,混凝土罐车运输直接入仓,每小时浇筑厚度控制在1.5 m内,特别是在滑动面上下4m部位,还需下井进行机械振捣。在浇到离井口5—7m时,要求分层振捣。每个井口设两个溜斗,溜管长度为10—14m,管径25cm抗滑桩的建成,对桩后坡体起到了有效的阻滑作用。
2、土沉井加固方法
土沉井是一种由混凝土构成的框架结构,在进行施工时往往分为数节进行。在水利水电高边坡工程中既可以起到抗滑桩的作用,同时也可以起到挡土墙的功能。在进行土沉井的结构设计时,往往需要考虑沉井所在场地的环境、受力状况、基坑状况等,土沉井的结构通常呈现“田”字形,而井壁以及横隔墙的厚度往往由下沉重量决定。
在进行土沉井施工时,一般包括场地平整、沉井制作、沉井下沉以及封底等操作,在这其中沉井下沉以及封底操作是工程中的重点和难点。在进行沉井下沉施工时,应该尽量减小土体与沉井之间的摩擦力,而且必须要等到沉井混凝土强度达到要求后,才能够进行下面的挖土下沉操作。在进行封底操作时,首先要对基面进行清洗,当混凝土的强度达到七成时,进行混凝土浇筑封底施工。
3、混凝土挡墙加固方法
在高边坡加固中,混凝土挡墙是一种比较常见的施工方式,这种方法能够很好的改善滑坡体的受力失衡问题,进而使得滑坡体变形得到很好的控制。通常这种施工方式具有结构简单易于操作且迅速起到相应的稳定高边坡结构的优点。在进行混凝土挡墙的设计时,应该充分考虑滑面的形状以及位置,从而选择适合的挡墙基础砌筑深度,此外,挡墙后面应该设计必要的泄水孔,从而有效的减少静水压力以及水的浸泡腐蚀。
三、锚固技术应用
1、锚固洞加固技术
在加固高边坡时,锚固洞加固技术是一种较为常见而且有效的方法,在施工时应该按照由内而外、自上而下、逐层加固的方式进行。处于同一结构面的锚固洞应该采取跳洞开挖的施工方式,从而降低由于抗滑力的减少而影响高边坡的稳定性。此外,锚固洞自身具备一定的倾斜度,从而有效的避免了混凝土与洞壁之间结合不实的现象。
2、喷混凝土护坡
混凝土框架能够对高边坡表面起到很好的保护作用,此外能够有效的增加整个坡体的整体性,对于水的渗入以及风化现象都有很好的预防作用,并且整个过程中施工材料的使用量较小,而且施工较为方便,实现了混凝土从运输到浇筑再到捣固的全面机械化操作,是一种全新的施工方法。这种方法靠的是一定速度的冲击喷射进行,其整体强度要比原来的木质结构更加坚固,比钢筋结构更加经济合理。再加上锚杆工艺的配合,在减少洞室开挖量、节省水泥方面效果更加明显。
3、预应力锚固
在进行高边坡工程施工时,为了更好的保证开挖和锚固同步进行,应该尽早的对岩体施加预应力,从而更好的保证工程的进度以及整体稳定性。利用预应力锚索技术进行高边坡的加固,具有不破坏岩体、施工快速便捷、受力可靠等优势。因此这种施工技术在很多的水利水电工程高边坡加固工程中都有着广泛的应用。通常这一技术的施工过程如下:
(1)锚孔钻造。在进行洞室开挖施工时,应该严格按照设计桩号采用拉线尺量与水准测量相结合的方式进行放线操作,准确定位锚孔位置做好标记。进行钻孔操作时,孔位、倾角、方位等都要准确,锚孔下倾与水平之间的夹角应该为二十度,误差控制在上下一度之间,方位的误差上下不能大于两度,此外,锚索的钻孔应该保持干燥状态,禁止使用水钻进行钻孔,对于每一个孔所处的地层情况进行详细的记录,钻孔施工时,孔径、深度都应该符合相关的设计要求,当钻孔深度达到设计的要求深度时,不能马上停止钻孔操作,需要进行三到四分钟的稳钻操作,并对钻孔进行必要的清理工作。
(2)锚索(杆)制作。锚索材料选用高强度、低松弛预应力钢铰线;锚筋下料时应整齐准确。误差不大于±50mm,预留张拉段铡绞线为1.5 m,并注意备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20 cm;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。
(3)锚孔注浆。锚杆注浆的注浆材料应严格按照经试验合格的配比备料,并应严格按照配合比搅拌均匀,浆体强度不低于40 Mpa;应采用水灰比0.4:0.5的纯水泥浆。锚孔采用孔底返浆法进行注浆,并且注浆要一次完成,中间不得间断,待砂浆强度达到设计强度后,方可进行锚索张拉,洼浆过程应认真做好现场注浆记录,每批次注浆都应进行浆体强度试验,试验不得小于两组。当锚索张拉锁定后,应向锚头与自由段间的空隙实施充填灌浆。
总之,高边坡的加固治理是水利水电工程建设的重要环节,关系着工程的建设与安全运行,是影响工程进度和投资的关键因素。因此,在进行高边坡加固治理时,要加强项目施工技术、试验、质检、机械制配等方面专业技术人员的力量,实施技术攻关,大胆尝试、积极推进技术创新。同时,要学习同行业施工新技术、新工艺实践应用经验,通过技术创新和新工艺、新产品的应用,结合工程特点,提出相应的加固方案,选择便于实施的加固治理方案。
参考文献
1、张鹏文,浅论水利水电工程高边坡的加固与治理,价值工程,2010,29(9)
2、冯仲宁,水利水电工程高边坡的加固与治理,科技信息(科学•教研),2008(6)
3、赵晨霏,水利水电工程高边坡的加固与治理,才智,2011(19)
注:文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。