混凝土抗滑結構在水利水電工程中的應用

    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執行。高邊坡的地質構造往往比較複雜，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鬥爭的過程中，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
        混凝土澆築採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，每小時澆築厚度控制在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。每個井口設兩個溜鬥，溜管長度為10～14m，管徑25cm。抗滑樁的建成，對樁後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採用打抗滑樁、減載、預應力錨杆、錨索、排水、護坡等綜合治理措施後，坡體的監測成果表明：下山包滑坡體一直處於穩定狀態，而且有一定的安全儲備。

安康水電站壩址區兩岸邊坡屬於穩定性極差的易滑地層，由於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餘米，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。
採用抗滑樁是穩定安康溢洪道邊坡的主要手段，在263m高程平臺上共設定了9根直徑1m的鋼筋混凝土抗滑樁，每根樁都貫穿幾個稜體，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，樁身用大孔徑鑽機鑽成，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樑考慮，不考慮樁外側滑面上部巖體的抗力；在溢洪道建成後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。抗滑樁於1982年1月施工，3月完成後，基坑繼續下挖，邊坡上各稜體的基腳相繼暴露。同年11月，在Fb75與F22斷層構成的稜體下面坡根爆破開挖後，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稜體下滑，依靠7號抗滑樁的支擋，樁內側山體得以儲存。
        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，有時也具備擋土牆的作用。
        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佈置等因素決定，沉井結構平面呈"田"字形，井壁和橫隔牆的厚度主要由滿足下沉重量而定。
井壁上部厚80cm，下部厚90cm；橫隔牆厚度為50cm，隔牆底高於刃腳踏面1.5m，便於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、沉井製作、沉井下沉、填心4個階段。
        下沉採用人工開挖方式，由人力除渣，簡易裝置運輸，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，後開挖四邊；先開挖短邊，後開挖長邊。沉井就位後清洗基面，設定Φ25錨杆（錨杆間距為2m，深3.5m），再澆築150號混凝土封底，最後用100號毛石混凝土填心。
    沉井工程建成至今，已經受了多年的執行考驗。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並增強坡體的整體性，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，便於排水，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採用混凝土護面框架，框架分兩種型式。滑面附近框架，其節點設長錨杆穿過滑面，為一設定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，節點設短錨杆，與強風化坡面在一定範圍內形成整體。
        下山包滑坡北段強風化坡面框架採用50×50cm、節點中心2m的方形框架，節點處設定兩種型別錨杆：在550～560m高程間坡面，滑面以上節點垂直於坡面設定Φ36及Φ32、長12m砂漿錨杆，在565～580m高程間坡面則設垂直於坡面的Φ28、長6m的砂漿錨杆，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，表層填土並摻入耕植上，形成草本植被的永久護坡。在巖性較好的部位可採用錨杆和噴混凝土保護坡面。
        4 混凝土擋牆
        混凝土擋牆是治坡工程中最常用的一種方法，它能有效地從區域性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餘釐米，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。為此採取了在550m高程澆築50餘米長的混凝土擋牆和打錨杆等措施。
        天生橋二級水電站廠房高邊坡坡頂設定了混凝土擋土牆，以防止古滑坡體的復活，部分坡面採用漿砌塊石護面加固，坡腳680m高程設定混凝土防護牆。在漫灣水電站邊坡工程中也採取了澆混凝土擋牆及漿砌石擋牆、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，採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。由於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，同時採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。