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摘要:針對(duì)當(dāng)前水利水電巖質(zhì)邊坡存在的穩(wěn)定性問(wèn)題,研究了巖質(zhì)邊坡的穩(wěn)定性分析以及加固技術(shù)的具體類型。結(jié)果表明,控制水利水電巖質(zhì)邊坡要從梁結(jié)構(gòu)的預(yù)灌漿技術(shù)、巖體滲水控制技術(shù)以及深埋混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)入手。
關(guān)鍵詞:水利水電工程;巖質(zhì)邊坡;巖體滲水控制技術(shù);深埋混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)
目前,我國(guó)經(jīng)濟(jì)現(xiàn)代化的建設(shè)已經(jīng)進(jìn)入到了深化發(fā)展階段,各類基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)逐步向山區(qū)、水域資源以及地下資源發(fā)展。其中,水利水電基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)受自然因素的影響較深,巖質(zhì)邊坡滑坡、山體結(jié)構(gòu)垮塌以及泥石流等災(zāi)害都是建設(shè)過(guò)程中所遇到的問(wèn)題。基于此,水利水電的相關(guān)建設(shè)人員應(yīng)將科學(xué)研究的重點(diǎn)集中在巖質(zhì)邊坡的加固技術(shù)上,這是避免工程受自然因素影響的重要課題內(nèi)容。
1水利水電巖質(zhì)邊坡的穩(wěn)定性分析
為了實(shí)現(xiàn)對(duì)水利水電的巖質(zhì)邊坡的加固處理,就要對(duì)巖質(zhì)邊坡的穩(wěn)定性進(jìn)行分析:①要明確巖質(zhì)邊坡的組成結(jié)構(gòu),其目的是使建設(shè)人員采用合理的方式進(jìn)行邊坡施工。例如,根據(jù)所了解的巖質(zhì)邊坡巖土成分,從而確定對(duì)其進(jìn)行加固技術(shù)的方式、方法。②要深入了解水利水電工程巖質(zhì)邊坡受到損壞的類型。當(dāng)水利水電工程已經(jīng)受到了當(dāng)?shù)刈匀灰蛩氐挠绊?,就要根?jù)巖質(zhì)邊坡發(fā)生變形的特征進(jìn)行判斷。到目前為止,可供分析的特征有滑坡、崩塌、巖體向一側(cè)蠕動(dòng)以及坡面松動(dòng)等。③要將上述分析結(jié)果形成一個(gè)系統(tǒng)整體的分析結(jié)果。這樣一來(lái),水利水電巖質(zhì)邊坡的加固技術(shù)實(shí)施就更具有針對(duì)性。
根據(jù)對(duì)水利水電工程巖質(zhì)邊坡問(wèn)題進(jìn)行穩(wěn)定性分析的結(jié)果,明確哪些組成結(jié)構(gòu)是關(guān)鍵的影響節(jié)點(diǎn)。而后,就可以采取對(duì)應(yīng)的加固技術(shù)措施來(lái)提高水利水電工程的安全運(yùn)行程度。具體來(lái)說(shuō),主要的加固技術(shù)措施有混凝土的抗剪結(jié)構(gòu)技術(shù)、減載技術(shù)、錨固技術(shù)、排水和截水技術(shù)、壓坡技術(shù)和支擋技術(shù)等。其中的錨固技術(shù)、排水和截水技術(shù),是對(duì)巖質(zhì)邊坡水利水電工程進(jìn)行加固施工最常使用的技術(shù);支擋技術(shù)和減載技術(shù)在大多數(shù)情況下,只是起輔助的作用;對(duì)于具有特殊施工結(jié)構(gòu)面的水利水電工程,混凝土抗剪結(jié)構(gòu)技術(shù)起著較為關(guān)鍵的作用。
3水利水電巖質(zhì)邊坡的加固技術(shù)
3.1梁結(jié)構(gòu)的預(yù)灌漿技術(shù)
在水利水電工程巖質(zhì)邊坡的加固技術(shù)中,梁結(jié)構(gòu)的預(yù)灌漿技術(shù)是為邊坡結(jié)構(gòu)提供的一種新型的支擋技術(shù)。它能夠使工程的預(yù)應(yīng)力錨索與地梁結(jié)構(gòu)以相結(jié)合的方式來(lái)保證巖質(zhì)邊坡的穩(wěn)定性。具體來(lái)說(shuō),就是將預(yù)應(yīng)力錨索結(jié)構(gòu)的抗滑功能、地梁結(jié)構(gòu)的承載功能以及傳力結(jié)構(gòu)的功能特性發(fā)揮出來(lái)。工作原理是,將預(yù)應(yīng)力的錨索結(jié)構(gòu)施加于地梁結(jié)構(gòu)上,進(jìn)而將承受的力傳遞到錨固的地層中,從而起到加固巖質(zhì)邊坡的作用。在實(shí)施的過(guò)程中,外部錨頭的位置經(jīng)常處在高應(yīng)力的狀態(tài)區(qū)。這就意味著外部錨頭周邊的表面巖層會(huì)受到拉應(yīng)力的作用。為了提高邊坡的穩(wěn)定性,應(yīng)將此拉應(yīng)力分散,進(jìn)而有效避免巖層的壓縮變形問(wèn)題的出現(xiàn)。預(yù)應(yīng)力錨索的地梁結(jié)構(gòu)就是在這種受力狀態(tài)下進(jìn)行加固的,其起到的是支擋加固的作用。在當(dāng)?shù)亓航Y(jié)構(gòu)作為錨索與巖質(zhì)邊坡進(jìn)行連接的過(guò)程中,其充當(dāng)?shù)氖峭獠垮^頭的作用。此外,對(duì)于框架型的地梁結(jié)構(gòu),其能起到連接各個(gè)錨索結(jié)構(gòu)的作用。這就加強(qiáng)了巖質(zhì)邊坡的整體效能,從而保證了錨索在水利水電工程抗滑過(guò)程中,起到連續(xù)性、均勻性以及整體性的加固邊坡的作用。
3.2巖體滲水控制技術(shù)
巖質(zhì)邊坡的排水、截水技術(shù)是通過(guò)邊坡地表的防水措施來(lái)實(shí)現(xiàn)加固作用的,它能夠?qū)崿F(xiàn)加固邊坡地表的防水效能。水利水電工程巖質(zhì)邊坡的排水、截水技術(shù)是指地表和地下的排水、截水。其中,地表的排水、截水技術(shù)就是對(duì)邊坡開(kāi)挖和邊界治理內(nèi)外的排水溝、截水溝進(jìn)行治理;而地下的排水、截水技術(shù)是通過(guò)降低地下水資源壓力來(lái)提高巖質(zhì)邊坡的穩(wěn)定性。此過(guò)程需要選擇好適合的位置進(jìn)行地下排水或者是擴(kuò)大降低地下水資源的壓力范圍,否則地下水就會(huì)加深水利水電巖質(zhì)邊坡的穩(wěn)定性差問(wèn)題。從局部穩(wěn)定性的角度分析,排水技術(shù)是加固水利水電巖質(zhì)邊坡技術(shù)中最為經(jīng)濟(jì)的技術(shù)措施。此外,巖質(zhì)邊坡地下排水、截水技術(shù)的具體措施有增設(shè)邊坡表面表層排水洞、排水孔以及洞內(nèi)的排水孔。對(duì)于處在關(guān)鍵位置的邊坡或者是高度超過(guò)100m的巖質(zhì)邊坡,可根據(jù)邊坡巖體的透水性來(lái)設(shè)置多層的排水洞,這是增強(qiáng)邊坡排水效果的有效措施。值得注意的是,每層排水洞的高度差值不得大于50m,而且每層排水洞之間應(yīng)打出多個(gè)排水孔,從而形成排水孔幕。這樣一來(lái),巖體結(jié)構(gòu)中就形成了一個(gè)立體的地下排水系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了加強(qiáng)邊坡穩(wěn)定性的目標(biāo)。
3.3深埋混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)
在水利水電工程巖質(zhì)邊坡的加固技術(shù)中,深埋混凝土抗剪結(jié)構(gòu)技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于實(shí)際工程的加固建設(shè)中。這一技術(shù)不但能解決水利水電工程的基礎(chǔ)穩(wěn)定性問(wèn)題和推力的傳力問(wèn)題,還能解決特定結(jié)構(gòu)面的抗剪問(wèn)題和置換問(wèn)題。對(duì)于結(jié)構(gòu)面的抗剪和置換,在實(shí)際工程的加固建設(shè)中運(yùn)用得較少。針對(duì)這一技術(shù)推廣需求,以某水利水電工程的運(yùn)用過(guò)程為例,分析了抗剪置換洞的作用機(jī)制和運(yùn)用條件。抗剪置換洞就是利用一種深埋混凝土的抗剪結(jié)構(gòu)來(lái)治理巖質(zhì)邊坡。傳統(tǒng)的巖質(zhì)邊坡加固技術(shù),采用的是坡面的加固方式,以此來(lái)解決滑樁、錨索等不穩(wěn)定問(wèn)題。而抗剪置換洞采用的是坡內(nèi)施工的方式,這就擴(kuò)大了加固的深度范圍,進(jìn)而避免了施工布置與邊坡開(kāi)挖對(duì)邊坡產(chǎn)生直接的干擾。該工程對(duì)于抗剪置換洞的施工通道,采用的是建設(shè)臨時(shí)交通洞的方式來(lái)對(duì)工程進(jìn)行加固。當(dāng)對(duì)大型巖質(zhì)邊坡進(jìn)行施工時(shí),傳統(tǒng)加固技術(shù)的運(yùn)用條件并不利于軟弱結(jié)構(gòu)面的切割和組合,這就會(huì)形成大范圍的不穩(wěn)定空間結(jié)構(gòu)的楔形體。而深埋混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)中,抗剪置換洞的運(yùn)用突出的功能是置換,這就使得加固建設(shè)更具針對(duì)性,且實(shí)施難度小。該工程巖質(zhì)邊坡的初始狀態(tài)是穩(wěn)定的,但其巖層成分是軟弱結(jié)構(gòu)面,而結(jié)構(gòu)面的上盤(pán)、下盤(pán)都是堅(jiān)硬完整的巖體,這就可以通過(guò)加固技術(shù)將潛在滑動(dòng)帶用的鋼筋混凝土或混凝土進(jìn)行置換。由于這一工程采用的是不同的施工方案,這就使得抗剪洞作用效果明顯,并且其運(yùn)用的經(jīng)濟(jì)效果要明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的加固技術(shù)。由此可以看出,將抗剪置換洞技術(shù)應(yīng)用于水利水電工程,除了能有效提高巖質(zhì)邊坡的安全系數(shù),也能滿足加固施工的便捷性需求。
4結(jié)束語(yǔ)
總而言之,當(dāng)水利水電工程建設(shè)在巖質(zhì)邊坡的基礎(chǔ)上,就容易受到自然因素的影響,出現(xiàn)滑坡、崩塌、巖體向一側(cè)蠕動(dòng)以及坡面松動(dòng)等問(wèn)題。相關(guān)研究者應(yīng)從問(wèn)題發(fā)生巖質(zhì)邊坡的巖土成分、特征等仔細(xì)分析,并找出問(wèn)題的節(jié)點(diǎn)。這樣一來(lái),就可以采取具有針對(duì)性的加固技術(shù)進(jìn)行治理。研究表明,巖質(zhì)邊坡的不穩(wěn)定問(wèn)題都可以從梁結(jié)構(gòu)預(yù)灌漿技術(shù)、巖體滲水控制技術(shù)以及深埋混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)中找到解決措施。水利水電工程巖質(zhì)邊坡的加固技術(shù)是保證人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全的重要研究?jī)?nèi)容,建設(shè)者應(yīng)對(duì)其進(jìn)行不斷完善。
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作者:冉發(fā)龍 單位:重慶石柱水利水電實(shí)業(yè)開(kāi)發(fā)有限公司