混凝土抗滑結構在水利水電工程中的應用
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楊春楓1由 分享
摘要：邊坡穩定問題是水利水電工程中經常遇到的問題。邊坡的穩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。高邊坡的地質構造往往比較復雜，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，不斷總結經驗教訓，積極開展科技攻關。
關鍵詞：混凝土；抗滑結構；工程；應用
1 混凝土抗滑樁
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，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。
天生橋二級水電站廠房高邊坡采用打抗滑樁、減載、預應力錨桿、錨索、排水、護坡等綜合治理措施后，坡體的監測成果表明：下山包滑坡體一直處于穩定狀態，而且有一定的安全儲備。
安康水電站壩址區兩岸邊坡屬于穩定性極差的易滑地層，由于對兩岸進行了大規模的開挖施工，所形成的開挖邊坡最大高度達200余米，單坡段一般高度在30～40m。大量的開挖造成邊坡巖體的應力釋放，斷面暴露，再加上雨水的侵入，破壞了邊坡的穩定，致使邊坡開挖過程中發生十幾處大小不等的工程滑坡，嚴重地影響了工程的施工，成為電站建設中的重大技術難題。
采用抗滑樁是穩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。為了不干擾平臺外側基坑的施工，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Φ40Ⅱ級鋼。抗滑樁于1982年1月施工，3月完成后，基坑繼續下挖，邊坡上各棱體的基腳相繼暴露。同年11月，在Fb75與F22斷層構成的棱體下面坡根爆破開挖后，發現在263m高程平臺上沿Fb75、F22斷層及7號抗滑樁外側近南北向出現小裂縫，且裂縫不斷擴大，21天后7號抗滑樁外側的Fb75～F22棱體下滑，依靠7號抗滑樁的支擋，樁內側山體得以保存。
2 混凝土沉井
沉井是一種混凝土框架結構，施工中一般可分成數節進行。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。
沉井結構設計根據沉井的受力狀態、基坑的施工條件和沉井的場地布置等因素決定，沉井結構平面呈"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。
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，已經受了多年的運行考驗。目前，首部邊坡是穩定的，沉井在邊坡穩定中的作用是明顯的。
3 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。框架護坡具有結構物輕，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。滑面附近框架，其節點設長錨桿穿過滑面，為一設置在彈性基礎上節點受集中力的框架系統；距滑面較遠的坡面框架，節點設短錨桿，與強風化坡面在一定范圍內形成整體。
下山包滑坡北段強風化坡面框架采用50×50cm、節點中心2m的方形框架，節點處設置兩種類型錨桿：在550～560m高程間坡面，滑面以上節點垂直于坡面設置Φ36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.框架要求在坡面挖30cm深，50cm寬的槽，部分嵌入坡面內，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。
4 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，550m高程夾泥層上面的巖體滑動10余厘米，584m高程平臺上出現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余米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。
5 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合不實的可能性，同時采取洞樁組合結構的受力條件遠較傳統懸臂結構合理，可望提供較大的抗力。
關鍵詞：混凝土；抗滑結構；工程；應用
1 混凝土抗滑樁
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，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。
天生橋二級水電站廠房高邊坡采用打抗滑樁、減載、預應力錨桿、錨索、排水、護坡等綜合治理措施后，坡體的監測成果表明：下山包滑坡體一直處于穩定狀態，而且有一定的安全儲備。
安康水電站壩址區兩岸邊坡屬于穩定性極差的易滑地層，由于對兩岸進行了大規模的開挖施工，所形成的開挖邊坡最大高度達200余米，單坡段一般高度在30～40m。大量的開挖造成邊坡巖體的應力釋放，斷面暴露，再加上雨水的侵入，破壞了邊坡的穩定，致使邊坡開挖過程中發生十幾處大小不等的工程滑坡，嚴重地影響了工程的施工，成為電站建設中的重大技術難題。
采用抗滑樁是穩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。為了不干擾平臺外側基坑的施工，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Φ40Ⅱ級鋼。抗滑樁于1982年1月施工，3月完成后，基坑繼續下挖，邊坡上各棱體的基腳相繼暴露。同年11月，在Fb75與F22斷層構成的棱體下面坡根爆破開挖后，發現在263m高程平臺上沿Fb75、F22斷層及7號抗滑樁外側近南北向出現小裂縫，且裂縫不斷擴大，21天后7號抗滑樁外側的Fb75～F22棱體下滑，依靠7號抗滑樁的支擋，樁內側山體得以保存。
2 混凝土沉井
沉井是一種混凝土框架結構，施工中一般可分成數節進行。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。
沉井結構設計根據沉井的受力狀態、基坑的施工條件和沉井的場地布置等因素決定，沉井結構平面呈"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。
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，已經受了多年的運行考驗。目前，首部邊坡是穩定的，沉井在邊坡穩定中的作用是明顯的。
3 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。框架護坡具有結構物輕，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。滑面附近框架，其節點設長錨桿穿過滑面，為一設置在彈性基礎上節點受集中力的框架系統；距滑面較遠的坡面框架，節點設短錨桿，與強風化坡面在一定范圍內形成整體。
下山包滑坡北段強風化坡面框架采用50×50cm、節點中心2m的方形框架，節點處設置兩種類型錨桿：在550～560m高程間坡面，滑面以上節點垂直于坡面設置Φ36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.框架要求在坡面挖30cm深，50cm寬的槽，部分嵌入坡面內，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。
4 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，550m高程夾泥層上面的巖體滑動10余厘米，584m高程平臺上出現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余米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。
5 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合不實的可能性，同時采取洞樁組合結構的受力條件遠較傳統懸臂結構合理，可望提供較大的抗力。