水电站高边坡加固处理的探讨

黄冲

龙岩市新罗区水利局

摘要：水利水电工程高边坡的加固是水电工程建设的重要环节，在进行加固方法的选择时，首先需要仔细查明边坡的岩性、水文条件，合理预测高边坡可能的破坏方式，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方案。

关键词：高边坡；滑坡；加固

随着经济的发展，水利大坝的不断在中国大地上新建，其中高边坡的加固问题在水电建设中尤为突出。一般认为高度大于30m的岩质边坡为高边坡，土质边坡大于20m 即为高边坡。高边坡的稳定性问题在铁路、公路、矿山和水利建设中早已存在，近年来随着中国大量高坝建设的进行，高边坡的加固问题在水电建设中表现的尤为突出。由于边坡失稳而造成工程重大事故，人身伤亡和巨大的经济损失时有发生，不少高边坡工程地段已成为制约着电站建设进度、甚至成为工程成败的重要因素。

1. 高边坡滑坡失稳原因分析

1. 1. 地层岩性

地层岩性及其组合是构成高边坡的物质基础，岩性决定岩石的强度，抗风化能力，岩体结构及所能保持的边坡高度。岩石软弱，风化深度大，构造破碎严重，当切坡高度、陡度达到一定值时会发生失稳现象。

1. 2. 地质构造

地质构造决定岩层的产状，节理裂隙的性质及发育程度，断层破碎带的性质等，这些因素又决定了路堑边坡的岩体结构。受构造的影响，如高边坡体上节理裂隙发育，岩体破碎，将严重影响路堑高边坡的稳定性，局部边坡的稳定主要受倾向临空不利结构面的控制。

1. 3. 边坡岩体的风化程度

岩体风化一方面破坏了岩体的完整性，另一方面使岩石物质成份发生变化，导致岩石物理力学性质的改变，直接影响岩体的强度及构造特性，进而影响路堑边坡的稳定。风化程度一般分为四级，即全风化、强风化、中风化、微风化。不同的风化程度表示着岩石受改造的程度及其力学属性的差异，同时也预示着其变形特征及主要影响变形因素的改变。如残积层及全风化呈砂土状岩体构成的高边坡的稳定性，节理裂隙已不起作用，起控制作用的是土状岩体的强度能否支撑设计的坡度、坡高；强风化碎裂结构岩体或风化呈碎石夹砂土状岩体，由岩体强度、破碎程度及构造面的组合及其与临空面的关系等共同控制边坡的稳定性；中～微风化软质岩石，主要由岩体结构面及岩性控制边坡设计，中～微风化硬质岩石，主要由结构、构造面组合及其与临空面的关系控制坡形、坡度的设计及其加固工程措施。

1. 4. 水文地质条件

水是造成边坡失稳的重要因素，地下水软化岩(土) 体，降低其强度，增大容重而增大了下滑力，产生静、动水压力，产生边坡的失稳。坡体内具丰富的地下水，岩性软弱，往往导致大规模变形如坡体滑坡、边坡滑坡的产生，是否具地下水及地下水发育程度是评价边坡稳定的重要元素。

2、高边坡加固治理方法及应用

2.1 抗滑挡土墙支护

抗滑挡土墙指的是为防止路基填土或山坡岩土坍塌而修筑的、承受土体侧压力的墙式构造物。抗滑挡土挡墙是治坡工程中最常用的一种方法，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。挡土墙的设计应根据现场的实际情况，如地质条件、材料供应状况等进行，因地制宜，方能设计出合理、经济的挡土墙。

在2004年6月，嘉陵江二级水电站工程下山包厂址未定之前，由于连降大雨(其降雨量达89.2mm)，570m 高程夹泥层上面的岩体滑动10多cm，594m 高程平台上出现5条裂缝，其中最长一条65m长，2.4cm宽，下错3cm。为此采取了在570m高程浇筑50多m长的混凝土挡墙和打锚杆等措施。嘉陵江二级水电站厂房高边坡坡顶设置了混凝土挡土墙，以防止古滑坡体的复活，部分坡面采用浆砌块石护面加固，坡脚680m 高程设置混凝土防护墙，取得了不错的效果。

2.2 抗滑桩加固

抗滑桩是穿过滑坡体深入于滑床的桩柱，用以支挡滑体的滑动力，起稳定边坡的作用，

适用于浅层和中厚层的滑坡，是一种抗滑处理的主要措施。抗滑桩由于能有效而经济地治理

滑坡，尤其是滑动面倾角较缓时，其效果更好，因此在边坡治理工程中得到了广泛采用。具有布置灵活、施工简便、施工对滑坡稳定影响小等优点。

刘家峡水电站坝址区两岸边坡属于稳定性极差的易滑地层，再加上雨水的侵入，致使边坡开挖过程中发生十几处大小不等的工程滑坡，严重地影响了工程的施工，成为电站建设中的重大技术难题。采用抗滑桩是稳定安康溢洪道边坡的主要手段，在283m高程平台上共设置了10根直径1m的钢筋混凝土抗滑桩，每根桩都贯穿几个棱体，最深的达37m，桩顶嵌入溢洪道渠底板内。抗滑桩混凝土标号为R28250号，钢筋为φ40Ⅱ级钢。抗滑桩于1992年1月施工，3月完成后，基坑继续下挖，边坡上各棱体的基脚相继暴露。同年11月，在Fb75与F22断层构成的棱体下面坡根爆破开挖后，发现在263m高程平台上沿Fb75、F22 断层及7号抗滑桩外侧近南北向出现小裂缝，且裂缝不断扩大。21天后7号抗滑桩外侧的Fb75～F22棱体下滑，依靠7 号抗滑桩的支挡，桩内侧山体得以保存。

2.3 锚索及预应力锚索加固

锚索支护通过锚索将软弱、松动、不稳定的岩土体悬吊于稳定的岩土体中，以防止其离层滑落。起悬吊作用的锚杆，提供足够拉力，用以克服滑落岩土体的重力或下滑力，来维持危岩稳定。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，不稳定松散岩体挤压，使岩体间的正压力和摩阻力大大提高，增大抗滑力，限制不稳定坡体的发育，从而起到加固边坡、稳定坡体的作用。

当岩层风化破碎严重、节理发育，破碎岩层较厚的情况下，如果继续风化，将导致坠石或小型崩塌，从而影响整个边坡的稳定性。该方法有较高的强度，较好的抗裂性能，能使坡面内一定深度内的破碎岩层得以加强，并能承受少量的破碎体所产生的侧压力。

参考文献：

[1] 张倬元，王士天，王兰生。工程地质分析原理[M]。北京，地质出版社，2004。

[2] 王兰生。黄河拉西瓦水电站坝址区高边坡稳定性及工程处理措施研究[R]。成都，2002。