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水利水电高边坡加固治理,水利施工

时间:2019-07-31 16:00来源:新闻动态
摘要 边坡处理是水电工程建设中经常遇到的问题,也是经常困绕设计人员的问题之一。文章对边坡稳定分析的理论和方法进行阐述,提出了一些边坡加固处理措施。 关键词水利水电;

摘要 边坡处理是水电工程建设中经常遇到的问题,也是经常困绕设计人员的问题之一。文章对边坡稳定分析的理论和方法进行阐述,提出了一些边坡加固处理措施。关键词 水利水电;边坡;处理措施 边坡滑塌会对人民群众的生命和财产造成很大危害,有专家估计,我国因滑坡等地质灾害造成的经济损失,每年达100亿元~200亿元。特别是水利水电、矿山、公路、铁道和军事等工程中,都将遇到人工开挖和自然形成的高陡边坡,当地质条件差、雨水集中且处理不当就可能产生滑坡,甚至出现严重的大滑坡灾害。 1 边坡稳定分析的理论与方法 边坡稳定是指在各类工程结构中,土体在一定坡高和坡角条件下的稳定程度。按其稳定程度,可分稳定边坡、不稳定边坡,以及极限平衡状态边坡。 到目前为止,边坡稳定分析的方法很多。每种方法都基于某些假定,有不同的工程应用背景。有些方法简单而实用,易被工程师们接受,而有些方法计算繁琐,所采用的计算参数不易取得,只能作为一种理论或方法被研究者所用,其计算结果只能供工程师定性判断时参考,不能直接应用于边坡处理设计。 边坡稳定分析方法大致可分为三大类:第一类为刚体极限平衡分析方法;第二类为连续介质力学方法;第三类为非连续介质力学方法。刚体极限平衡分析方法在工程界应用最为广泛。其基本思路是:假定岩体破坏是由于滑动体内滑动面上发生滑动而造成,滑动面上岩体服从破坏条件,通过考虑滑动体的静力平衡,确定沿滑动面发生滑动时的破坏荷载。目前的刚体极限平衡分析方法主要把刚体作为二维间题考虑,滑动面形状可以是平面、折面、圆弧面、对数螺旋面或其它不规则曲面。在楔形体的刚体极限平衡分析方法中,已有三维方法出现,其基本思路类似于二维楔形体的稳定分析。 2 边坡加固措施 2.1 进行锚固设计,提高边坡稳定性 这种方法是运用锚索、锚杆等构件运用来进行防滑。在这个过程中会产生定的锚力,并利用这种锚力来对抗滑动力。锚固技术能够约束滑体,提高边坡稳定性。其包括锚索、土钉墙等方法。 2.1.1 进行土钉墙的设置,提高边坡稳定性 这种方法是将锚杆打入滑体的稳定岩体中。同时,在坡而上进行钢筋网而和喷射混凝土等的设置。将锚杆连成个整体,共同与滑体的滑动力进行对抗。这种方式的优点与采用锚索的效果相同。但是需要在施工前进行抗拔的试验。还需要对试验得到的数据进行分析,并根据分析的结果对边坡进行加固。锚固技术是非常灵活的经济的加固方法。只要能够提供足够的锚力,就可以进行运用。 2.1.2 改造边坡周边环境,提高边坡稳定性 通过一些方式将滑动力降低,来达到加固边坡的目的。通常有减载、压坡、截水和排水等方式。减载和压迫是进行边坡周边环境改造首选的方式。条件允许的时候,通常使用这两种方式。其内容是将滑体的内侧岩土根据一定的依据进行处理,通过降低滑体自重来降低滑动力。同时,将内部处理的岩土加固在其外侧。这也能增强其抗滑能力。这两种方式通常运用于深层滑体中。而截水和排水两种方法,是通过系统的设计,将滑体的水量减少,降低滑体的重量,来达到减少滑动力的目的。因为水进入滑体后,会加重滑体的重量,从而增加滑动力。这就让滑体内表而的摩擦力降低。降低滑体结构稳定性。这两种方法,要求做好地面和地下的排水工作。地面的排水工作可以进行明沟的设置,还需要采用拦水沟、排水沟的设置,将坡体外的地表水排出。而坡体内的地表水,则需要在开裂的部分使用黄土进行封堵措施。低洼积水的部分需要进行填补。地下排水就需要井点降水和排水洞的设计。 2.1.3 进行锚索设置,提高抗滑能力 这种方法是将钢绞线固定在坡面上。钢绞线的另段则深入在稳定岩体中。利用这种方式来提高稳定性,增强滑体的摩擦力,能够有效地对边坡进行加固,提高稳定性。其步骤的关键在于提高钻孔的质量,钻孔的质量越高,边坡加固的效果越好。同时,还应该在钻孔后将钻孔内的杂物进行清除。如果没有这个步骤,则容易造成定的隐患,影响加固的效果。严重的甚至会造成一定的事故。这种方式能够在保证岩体的完整性和稳定性的前提下进行边坡加固。其特点是施工灵活性高、效果好、工期短、干扰低,并且还具有受力均匀的优点,被工程中广泛运用。 2.2 进行抗滑结构设计,提高边坡稳定性 这种方式也就是在容易产生滑坡的部位进行抗滑结构的设置。这种结构能够约束滑体,减少滑动的可能性,对边坡进行加固。采用的方法有混凝土的抗滑桩、沉井、挡墙以及固锚洞等。 2.2.1 进行挡墙的设置 这种方法就是在边坡外进行挡土墙的设置。利用挡墙的静摩擦力来与滑动力相抵消,从而提高边坡的稳定性。进行挡墙设置的方法相对来说工序简单,具体来说就是挡墙的施工。同时起到很好的加固边坡的效果,具有工期短、需要设备小多等特点,而且结构也简单。 2.2.2 进行混凝土抗滑桩的设置 这种技术的方法是在边坡外打抗滑桩。可以是一排过着多排,但是要求一定要深入。这种方法是对地质的稳定层进行利用,提高对滑体的约束力。进行抗滑桩的设计对提高抗滑动力非常有效,能够对边坡进行加固。而且布置的形式也可以小同。可以是进行连续的桩排设计,可以使用间隔的桩排。原则是以土体小滑出为桩体的间距设置。这种方法有工期短、需要的设备少以及土方量少等特点。能够浅层、中厚层滑体的边坡进行加固。而且这种方法的施工工艺也比较简单,没有太强的难度。但是需要注意的是要在施工的过程中注意避免扰动边坡,否则容易出现事故。 2.2.3 进行沉井的设置 这种方法的原理和加固方法跟利用抗滑桩的方法差不多。相对来说,采用沉井的方法施工工艺较为复杂。这种方法的内容有 沉井下沉、混凝土封底、毛石混凝土填心等。在工程进行的过程中,需要在些方面注意。在沉井下沉这个步骤中,应该减小外壁摩擦。这就能有效避免沉井悬挂。同时,还需要进行防偏的对策处理。相对于抗滑桩的方法,这种方法的加固效果更好,但是工艺也更加复杂。在设备和工序等方面,都有一定复杂性。这就要求施工的队伍具有相当的专业技能。 3 结束语 边坡加固技术的使用非常广泛也非常重要。在选择边坡加固措施前,要详细调查地形、地质和水文条件,认真研究和确定滑坡的类型及发展的阶段,认真研究和确定滑坡的类型及发展阶段,分析形成滑坡的主、次因素及彼此的联系,结合工程的重要程度、施工条件、工程防治的难易,投资多少等情况综合考虑。只有在保证了安全性和高质量的条件时,选择经济的方式,而不是花费最多的方式,才是最适合的边坡加固方式,才能提高水利水电工程的效益和质量,使工程建设更加顺利。 参考文献 [1]付永春.天生桥一级水电站厂房后边坡预应力锚索的施工工艺[J].云南水电,1998,2:60-63. [2]翟才田.黄河小浪底工程泄水建筑物出口边坡稳定分析及工程治理[J].西北水电,2009. [3]刘平禄,周鸿汉.二滩水电站左岸导流洞出口边坡加固处理[J].水电站设计,1994,10:70-75. [4]水利部水利水电规划设计总院.预应力锚固技术[M].北京:中国水利水电出版社,2010. [5]崔政权,李宁.边坡工程—理论与实践最新发展[M].北京:中国水利水电出版社,2009. [6]王少昆.漫湾水电站边坡锚索处理设计与施工[J].云南水力发电,1993,2:73-76.

水利水电高边坡加固治理具体内容是什么,下面本网为大家解答。

随着我国大量高坝建设的进行,高边坡的稳定问题在水利水电工程中表现突出。近年来,由于边坡失稳造成了工程重大事故,人员伤亡和巨大的经济损失,这也导致其成为我国水利水电工程施工中一个比较严峻的问题。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;甚至是不少高边坡工程成为制约工程进度和成败的关键。为了能加快我国水利水电边坡工程的建设步伐,提高边坡的稳定性,本文仅就水利水电工程岩质高边坡的加固治理措施作简要介绍。

1.高边坡加固治理方法及应用

1.1混凝土抗滑结构的应用

1.1.1混凝土抗滑桩

抗滑桩是穿过滑坡体深入稳定土层或岩层的柱形构件,用以支挡滑体的滑动力,一般设置于滑坡的前缘附近,起稳定边坡的作用,用于正在活动的浅层和中层滑坡效果较好。为了能使抗滑桩更有效的防止滑坡,在设置时应将桩身全长的1/3~1/4埋置于滑坡面以下的完整基岩或稳定土层中,并灌浆使桩和周围岩土体构成整体,并设置于滑体前缘部分,使其能承受相当大的压力。

1.1.2 混凝土沉井

沉井是一种混凝土框架结构,施工中一般可分成数节进行,其结构设计是根据沉井的场地布置、受力状态及基坑的施工条件等因素决定。在高边坡工程中,沉井具有抗滑桩的作用和挡土墙的作用。

沉井施工包括平整场地、沉井制作、沉井下沉及封底,且其中的沉井下沉和封底是沉井的施工难点。沉井下沉,是沉井的关键工序,其质量的好坏将直接影响工程的质量和进度,在下沉时,应尽量减少土体作用在沉井外壁的摩阻力;应在混凝土强度达到100%时方可开始挖土下沉;下沉过程中需控制防偏问题,并做好及时纠偏措施等。而封底如不成功,将会导致沉井内部出现渗漏,严重影响沉井寿命,因此,在封底前,应清洗基面;在混凝土强度达到7O%时,应浇筑混凝土封底。

1.1.3 混凝土挡墙

混凝土挡墙是借助自身的重量以支挡滑体的下滑力的一种有效防止滑坡的常用方法,并可与排水等措施联合使用。它能有效地从局部改变滑坡体的受力平衡,阻止滑坡体变形的延展,具有结构简单,能快速起到稳定滑坡作用等优点。在设计混凝土挡墙时,应根据最低滑动面的形状和位置来设计挡墙基础的砌置深度,并在墙后设置泄水孔,使其不仅能削弱作用于挡墙上的静水压力,还能防止墙后积水浸泡基础而造成的挡墙滑移。

2.锚固技术的应用

锚固技术是将一种受拉杆件的一端固定在边坡或地基的岩层或土层中,这种受拉杆件的固定端称为锚固端(或锚固段),另一端与工程建筑物联结,可以承受由于土压力、水压力或风力所施加于建筑物的推力,利用地层的锚固力以维持建筑物的稳定。锚固按结构形式可分为抗滑桩、锚洞、喷锚支护及预应力锚固4类。

2.1 锚固洞

锚固洞加固,是治理边坡稳定的一种有效措施。在锚固洞加固的过程中应遵循由内向外、自上而下、循序渐进、逐层加固等原则,同一搞成结构面的锚固洞应跳洞开挖施工,避免不利结构面上已有抗滑力的削弱,从而影响边坡的稳定。

2.2 喷混凝土护坡

喷混凝土护坡是一种生产效率高,施工速度快,不用模板,并把混凝土运输、浇筑、捣固结合在一起,实现机械化连续施工的新型混凝土施工工艺。因其是依靠一定的冲击速度喷射而成的,因而其作为临时支撑比木结构强度高,比钢结构经济。作为永久支护时,比现浇混凝土衬砌的早期强度高。配合使用锚杆,可以减少洞室开挖量,减薄衬砌厚度,节约水泥用量。特别是喷混凝土施工时,可以不用模板,不立拱架,加大了洞内的有效空间,施工时能紧跟开挖面进行喷射,减少岩石暴露风化的时间,及时控制围岩的变形。

2.3 预应力锚固

预应力锚索加固是通过锚固在坡体深部稳定岩体上的锚索将力传给混凝土框架,由框架对不稳定坡体施加一个预应力,将不稳定松散岩体挤压,是岩体间的正压力和摩阻力大大提高,增大抗滑力,限制不稳定液体的发育,从而起到加固边坡、稳定坡体的作用。采用预应力锚索进行边坡加固,其优点有:在高边坡或隧洞洞口明挖中采用,可增加边坡稳定,从而减少开挖量,也为提前进洞创造条件;可在水库正常运行条件下用于混凝土坝体或坝基加固;用于修补混凝土裂缝或缺陷,可将集中荷载分散到较大范围内;加固洞室,改善洞室的受力条件等。这些优点使其在高边坡加固中得到广泛应用。其具体施工如下:

2.3.1锚孔钻造

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20。,倾角误差不超过士1。,方位误差不超过士2。;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,并超钻50cm,钻进达到设计深度后,不能立即停钻,要求稳钻3min~5min,同时应及时进行锚孔清理;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,方可进行锚索安装。锚孔钻造完成后,应及时进行锚筋体安装和锚孔注浆,原则上不得超过24h,以避免长时间搁置造成塌孔。

2.3.2锚索制作

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,误差不大于士50cm,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2Ocm;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。 2.4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。注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。

3.减载、排水等措施的应用

3.1 减载反压

减载反压在边坡加固治理中应用广泛。减载的目的在于降低坡体的下滑力,其主要方法是将滑坡体后缘的岩土削去一部分,但单单减载有时并不能起到阻滑的作用,最好是与反压措施结合起来,即将减载削下的土石堆于边坡或滑坡前缘阻滑部位,使之既能起到降低下滑力,又增加抗滑力的良好效果。此措施应用于上陡下缓的滑坡效果更好。

3.2 表里排水

表里排水包括排除地表水和地下水。

排除地表水,即是要拦截流人边坡变形破坏区的地表水流,包括泉和雨水。如,可在滑坡体外修建拦水沟、排水沟的方法排水;在滑坡体内的地表水,可利用地形和自然沟谷,布置树枝状排水系统。排除了地表水,可减小滑动力,降低了附近岩土体的含水量或孔隙水压力,达到了增强抗滑力和提高边坡稳定性的作用。

排除地下水的方法,可根据地下水的埋深分为浅层地下水和深层地下水排水工程两种。浅层地下水排水工程可采用截水沟、盲沟和水平钻孔等方法;深层地下水排水工程可采用截水盲沟、集水井、平孔排水和排水廊道等方法。排除了地下水,将尽可能降低边坡岩体地下水位,减小渗水压力,改善边坡稳定条件,提高边坡稳定性。

从本文可以看出高边坡的加固治理是水利水电工程建设的重要环节,其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,应从引起高边坡滑坡的原因人手,结合高边坡的地层岩性、地质构造、地形地貌及水文地质条件,并预测高边坡可能的破坏形式,然后结合工程特点,提出相应的加固方案,最后综合考虑施工方法和经济条件,选择便于实施的加固治理方案。

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