水利水電工程中應(yīng)用混凝土抗滑結(jié)構(gòu)研究

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摘要:在用電需求日益提升的當(dāng)下，水利水電工程建設(shè)的規(guī)模也不斷擴(kuò)大。在水利水電工程建設(shè)當(dāng)中，邊坡的穩(wěn)定一直是保證施工得以持續(xù)進(jìn)行的重要因素之一。工程上通常采用混凝土抗滑結(jié)構(gòu)對(duì)邊坡進(jìn)行加固。文章就混凝土抗滑結(jié)構(gòu)中，包括混凝土抗滑樁、混凝土框架、混凝土擋土墻以及錨固洞等結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)進(jìn)行分析，并結(jié)合工程案例對(duì)上述結(jié)構(gòu)的使用與配合方法進(jìn)行探討，以供相關(guān)領(lǐng)域工作者參考。

關(guān)鍵詞:水利水電工程；混凝土抗滑結(jié)構(gòu)；混凝土

當(dāng)前我國(guó)水利水電建設(shè)中，邊坡地質(zhì)條件越趨復(fù)雜，地下水位以及高地應(yīng)力會(huì)對(duì)邊坡工程穩(wěn)定性造成不小影響［1］。邊坡工程規(guī)模也有所增加，數(shù)百米高的邊坡都比較平常。而施工人員、建筑物的安全以及工程的進(jìn)度期限和造價(jià)等，都要求邊坡具有極高的穩(wěn)定性。因此，對(duì)混凝土抗滑結(jié)構(gòu)的應(yīng)用進(jìn)行分析具有重要意義。

1混凝土抗滑結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)

在混凝土抗滑結(jié)構(gòu)中，抗滑樁、混凝土沉井、混凝土框架、混凝土擋墻以及錨固洞等在工程上應(yīng)用的最為普遍［2］。其中混凝土抗滑樁能有效穩(wěn)定工程邊坡，防止發(fā)生邊坡滑落現(xiàn)象。使邊坡獲得更高的整體性，并加強(qiáng)施工效果?；炷脸辆畡t能使邊坡獲得良好的受力狀態(tài)，除了具有抗滑作用，同時(shí)還兼具擋土墻效果?；炷量蚣芸梢允蛊麦w得到增強(qiáng)，避免風(fēng)化和水浸。同時(shí)其框架材料具有體積小、重量輕的特點(diǎn)。能有效擴(kuò)展施工面，減輕施工勞動(dòng)強(qiáng)度。同時(shí)能促進(jìn)排水，而其廣泛的適用性也能通過與其他措施相結(jié)合，加強(qiáng)防滑效果?；炷翐鯄?，是一種從受力平衡角度治坡的方法，對(duì)已經(jīng)形成變形的坡體采用該措施能有效防止其繼續(xù)延展。錨固洞通常與抗剪洞聯(lián)用，兩者具有類似的抗滑功效［3］。該措施能穿透結(jié)構(gòu)較軟的混凝，使其結(jié)構(gòu)面強(qiáng)度得到改善。從而在根本上提高邊坡的穩(wěn)定性，避免滑坡現(xiàn)象發(fā)生。然而，需要注意的是，錨固洞或者剪力洞，都是在不穩(wěn)定邊坡上設(shè)置的。所以在開鑿之前應(yīng)做好評(píng)估，避免爆破和開挖導(dǎo)致滑坡現(xiàn)象。

2混凝土抗滑結(jié)構(gòu)的具體應(yīng)用分析

某水電廠因選址地質(zhì)原因，導(dǎo)致其兩岸邊坡已經(jīng)出現(xiàn)細(xì)微滑坡現(xiàn)象。該廠施工時(shí)，于兩岸邊坡下取土建設(shè)，造成邊坡高度超過230m，單坡段的平均高度能達(dá)到35m左右。邊坡巖體在大量開挖下造成了嚴(yán)重的應(yīng)力累積。時(shí)值5月，進(jìn)入當(dāng)?shù)赜昙荆谟晁葜逻吰掠谐霈F(xiàn)滑坡的風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)施工基礎(chǔ)位置的穩(wěn)定性遭到破壞，還對(duì)后續(xù)施工環(huán)節(jié)造成了嚴(yán)重了影響，使電站建設(shè)一度陷入停置。在組織專家研討之后，確定了加設(shè)抗滑樁是能解決當(dāng)前困境的有效手段。因而于高邊坡位置采取減載、加設(shè)錨桿和打抗滑樁等方式，并加以護(hù)坡、排水等治理措施，使后續(xù)施工能順利進(jìn)行，截止到目前，坡體一直保持穩(wěn)定。

2．1抗滑樁的應(yīng)用分析

該水電站的高程平臺(tái)共長(zhǎng)259m，所用的抗滑樁規(guī)格均為直徑1m，共設(shè)置8根。其中嵌入深度最大為36m，最小為21m。確保每根抗滑樁均貫穿3個(gè)以上棱體。為保證施工進(jìn)度和孔壁的完整性，并避免對(duì)平臺(tái)外側(cè)產(chǎn)生干擾。故而采取大孔徑鉆機(jī)制作樁身。抗滑樁的使用可根據(jù)兩種不同滑坡條件進(jìn)行分析。若沒有形成溢洪道，則由于其所具有的彈性能力及所處位置，可將其視作懸臂梁。而不負(fù)責(zé)承擔(dān)上部巖體向滑面外側(cè)側(cè)滑所產(chǎn)生的力。而若已經(jīng)建成溢洪道，則可以將溢洪道底邊與樁頂之間做嵌連處理，并使抗滑樁能直接承擔(dān)上部巖體壓力。在該水電站的抗滑施工中，鋼筋選用42Ⅱ級(jí)鋼，混凝土選用R28271號(hào)。自七月開始施工，到10月初為止，歷時(shí)共2個(gè)月12天。施工中對(duì)某斷層結(jié)構(gòu)采取爆破處理時(shí)發(fā)現(xiàn)，高程平臺(tái)下，5號(hào)抗滑樁附近已經(jīng)出現(xiàn)棱體下滑現(xiàn)象。並且周圍相繼出現(xiàn)各類大小不一的裂縫。若非抗滑樁的支撐，則該棱體將會(huì)整體塌落。

2．2沉井的應(yīng)用分析

在混凝土框架當(dāng)中，沉井較為特殊，通?？煞止?jié)施工。一方面起到擋土墻作用，另一方面也促進(jìn)打滑樁的應(yīng)用效果。在采取該措施時(shí)，應(yīng)從基坑施工條件、受力狀態(tài)、場(chǎng)地布置等多方面進(jìn)行考慮，同時(shí)還要滿足沉井下沉所需重量。本次水電站施工當(dāng)中所采用的沉井結(jié)構(gòu)，其上、下部厚度分別為75cm和85cm。而恒隔墻厚55cm。為使井底能有足夠的空間余地容納操作人員，因此從刃角踏面到隔墻地層之間，設(shè)置了1.8m的距離。該沉井深度為12m，由上而下共分3節(jié)施工，分別為4cm、4cm、3cm。施工首先將場(chǎng)地進(jìn)行平整處理，并于處理后的場(chǎng)地上方制作沉井。采用機(jī)器開挖和人工開挖相結(jié)合的方式，進(jìn)行沉井下沉。井道清理后搭設(shè)下沉運(yùn)輸設(shè)備。并于下沉?xí)r采取人工糾偏。開挖以中間為主，四周次之，短邊為主，長(zhǎng)邊次之。隨著基坑挖鑿?fù)瓿沙辆臀恢?，將基面進(jìn)行徹底清洗。將錨桿(直徑24cm)以2m間距插入并固定。澆筑用混凝土選擇150號(hào)，填心用混凝土需摻雜毛石。

2．3混凝土框架的應(yīng)用

在本次施工當(dāng)中，混凝土框架主要起到兩方面作用。其一是針對(duì)彈性基礎(chǔ)所受集中力，而在滑面處設(shè)置框架。其二是針對(duì)坡面的風(fēng)化問題，而在較遠(yuǎn)位置設(shè)置框架。從而增強(qiáng)坡面的整體性。該水電站坡面框架設(shè)置中，位于強(qiáng)風(fēng)化面處采用50×50cm規(guī)格，框架整體呈長(zhǎng)方形。節(jié)點(diǎn)中心為2m。在節(jié)點(diǎn)位置根據(jù)其高程坡面的不同，選用不同錨桿。若高程為560m，則選取直徑為32或者36的錨桿。其長(zhǎng)度均為13m，材質(zhì)為砂漿。若高程為570m則選用長(zhǎng)度為7m，直徑為28cm砂漿錨桿。并于坡面設(shè)置嵌坡槽，寬度為0.5m，深度為03cm，并配有4根直徑為20cm與8跟直徑為20cm的配筋。

2．4混凝土擋墻的應(yīng)用分析

該水電站為避免滑坡體復(fù)活，所以在高邊坡位置采用擋土墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行保護(hù)。加固護(hù)面用塊石材料并加以漿砌。并在坡腳處設(shè)置砌石擋墻以對(duì)邊坡工程進(jìn)行綜合治理。同時(shí)開鑿?fù)练啦垡员苊鈶?yīng)力集中。在基坑挖掘完成后，經(jīng)過放線確認(rèn)位置無誤，先以3∶7的灰土將坑底夯實(shí)，并將作業(yè)面用鋼筋進(jìn)行綁扎。為防止積水向基底部滲入，所以在表面位置做了3%的預(yù)留斜坡。鋼筋綁扎的同時(shí)進(jìn)行模板安裝。并利用墻身進(jìn)行側(cè)模固定。施工中隨時(shí)糾正模板的變形和移位。由于澆筑高度為8m，因此采用溜槽輔助，降低澆筑速度。采取分層澆筑方法，每50cm為一層。并用插入式振動(dòng)器進(jìn)行搗固。擋土墻每段長(zhǎng)11cm，為避免沉降對(duì)墻體產(chǎn)生損傷，所以設(shè)有沉降縫和伸縮縫。伸縮縫每30m設(shè)置一條。并用瀝青涂三道，再加以油氈貼層。每隔0.25m設(shè)置一個(gè)泄水孔。并采用直徑為9cm的PVP管作為泄水通管。地面距底排水口留有38cm的距離。在模板拆除之時(shí)，重新檢查并修正泄水孔。

2．5錨固洞應(yīng)用分析

該水電站建設(shè)中，共開鑿了53個(gè)錨固洞，尤其是右岸邊坡位置，在出現(xiàn)滑坡征兆之前就已經(jīng)設(shè)置22個(gè)錨固洞。從而在整體上提升了邊坡的抗剪能力。在開鑿錨固洞時(shí)還設(shè)置了一定的斜度，以避免洞壁與混凝土難以結(jié)合的問題。使抗滑樁與錨固洞共同作用下，形成良好的受力條件。

3總結(jié)

如上文所述，在水利水電工程施工建設(shè)中，為防止邊坡滑坡，可采用多種形式的混凝土抗滑結(jié)構(gòu)，通過各結(jié)構(gòu)之間的配合，實(shí)現(xiàn)對(duì)水利水電工程邊坡的綜合治理。能優(yōu)化工程建設(shè)的調(diào)控方案，確保工程如期完工，并提升了建設(shè)施工及后續(xù)使用的安全性，降低維護(hù)成本。

參考文獻(xiàn)

［1］張歡．混凝土抗滑結(jié)構(gòu)在水利水電工程中的應(yīng)用［J］．民營(yíng)科技，2014，1(1):201－201．

［2］黃毅．混凝土抗滑結(jié)構(gòu)在水利水電工程中的應(yīng)用［J］．科學(xué)與財(cái)富，2012，5(5):565－565．

作者：劉爽 劉光旺 單位：河北農(nóng)業(yè)大學(xué)理工學(xué)院