田斯亮
威海市水利事务服务中心 264200
摘要:水电是我国整体经济建设快速发展的重要能源,其发展关系到我国各行业的发展进程。在实际工程中,高边坡问题在水利水电施工中较为常见,因其边坡高度超出相应限度,具有更大的滑坡风险,严重妨碍水利施工安全。为此,要想提升高边坡稳定性,必然要从加固技术入手,在合理选定高边坡加固技术基础上,严格管控施工流程,确保达到预期的高边坡加固效果。
关键词:水利水电工程施工;高边坡加固技术
引言
我国经济建设自改革开放发展至今,离不开各行业的支持和高度配合,才有今天的成就和成果。高边坡失稳问题是水利工程建设中的常见问题之一,一旦出现高边坡失稳,那么水利水电工程的建设质量及施工安全均会受到影响。
1高边坡加固技术在水利水电工程施工中的应用价值探析
自从我国经济社会发展进入新常态以来,水利水电工程的建设步伐明显加快,通过不断完善的水利水电体系建设,为国家的可持续发展事业做出了重要的贡献。对于水利水电工程的运转而言,其安全性及稳定性至关重要。高边坡结构是水利水电设施的重要组成部分,其结构的牢固程度,对于水利水电设施的安全性及稳定性具有直接的影响,利用高边坡加固技术,能够有效提升高边坡的承受能力,促使高边坡能够获得更坚固的整体质量,从而促进水利水电工程的整体质量以及经济效益取得提升。在具体的水利水电工程施工过程中,工程设施周边的岩体稳定性参差不齐,为工程的正常开展造成了一定的阻碍,并且还容易引发边坡滑坡的问题,致使出现工程施工事故。而高边坡加固技术的应用,能够切实解决相应的施工问题,在确保边坡稳定性的基础上,促进水利水电工程的效率提升。因此,高边坡加固技术在水利水电工程施工中,具有重要的应用价值。
2高边坡失稳的潜在因素
尽管对高边坡加固有所重视,但受施工设计及外部因素影响,高边坡的稳定性往往难以保障。在水利水电施工设计中,如果并不重视高边坡的设计与规划,以至于存在设计缺陷,将加大高边坡失稳可能。而且在高边坡施工环节,如果刻意的加快进度,缩短水利水电施工工期,而错误的使用爆破、随意开挖等方式,同样会带来高边坡失稳风险。水利水电施工人员在现场有临时居住区,若对生活用水排放缺乏规划,也可能因渗透而加大高边坡失稳可能。不仅如此,高边坡施工通常要严格制度要求,而因管理缺失,在实际高边坡作业时可能出现违章施工、劣质材料等问题,也会妨碍高边坡加固技术应用效果,带来水利施工安全隐患。一般而言,高边坡失稳潜在因素中,人为因素影响较大,但总体上使可防、可控的,通过做好加固技术培训,科学管理高边坡施工机械,落实加固施工监管,可实现高边坡施工问题的有效预防。
3水利水电工程施工中的高边坡加固技术
3.1优化工程材料质量
在高边坡加固的过程当中,施工材料是非常关键的物质基础。如果施工材料出现了质量问题还有安全隐患,那么势必会影响工程的安全和质量。所以,在高边坡加固过程中,要全面加强施工材料的质量控制与管理。首先,在建设实践的时候,应当采用科学合理的设计方案选择高边坡加固材料,确保施工材料的等级、性能、标准、以及规范等都符合施工的要求,要从源头上提高高边坡加固工程建设成效,从而更好的保障工程建设的高质量。其次,还要合理优化高边坡加固材料的保存流程还有检验流程,在进行检验材料的时候,应当从人场着手,全面做好施工材料的检验还有验收工作。在保存材料的过程当中,必须委派专人进行负责,要科学有序的组织高边坡加固材料出场和出库。
3.2混凝土抗滑结构
1.混凝土抗滑桩的应用,一般将混凝土抗滑桩放在边坡的前端,在提高整个边坡稳定性的同时,可以减小边坡的滑动力,达到抗滑的目的。就混凝土抗滑桩来说,其与透土桩相似,是可以透过滑坡的土层或者地下岩石层的一种柱状构件,通常放于高坡的中部或者底部的滑坡上。一般将混凝土桩的1/3桩体放入强度较大的土壤层或者地下岩石层,并对其进行灌浆施工,从而发挥其抗滑作用,进而使得高边坡得到加固。2.混凝土沉井的应用,通常会在大型工程项目中用到混凝土沉井,其是一种筒状物结构。在应用混凝土沉井方式进行高边坡加固时,需综合考虑施工现场的状况,严格检查和分析混凝土沉井周围的地质情况,避免沉井质量太重而出现塌陷情况。就混凝土沉井施工来说,主要包括以下几个步骤:(1)清理施工场地的地表杂物,确保地面的平整性;(2)在制作混凝土沉井时,需利用其模型进行制作,且注意对混凝土重量的把握,尽量将沉井边缘的摩擦力控制到最小;(3)在混凝土沉井下沉的过程中,待下沉到设计标准深度时,要对其进行封底处理。混凝土沉井下沉作业是混凝土沉井施工的重要内容,该作业质量的好坏直接影响着整个工程的稳定性。因此,要严格按照操作要求进行沉井下沉作业,确保沉井外部表面平滑,且下沉角度呈现垂直状态,从而保障作业质量。
3.3削坡+挂网+喷锚综合支护方案
该方案的主要工作原理是提高边坡整体结构的稳定性,需要应用到混凝土、钢筋网、金属锚杆等材料,并使其联合发挥作用。
某水利水电工程大坝具体工况如下:坝型为面板堆石坝,最大坝高71m,坝址区出露地层岩性为石炭系下统大塘组旧司段的页岩夹砂岩,岩层倾左岸,倾角约50°,坝区河谷为走向谷;溢洪道布置于右岸,基础开挖至设计高程后,溢洪道右侧存在高陡顺向边坡且高边坡稳定性差,受重力及风化作用的影响,易发生沿层面滑塌的可能。针对该水利水电工程的实际情况,结合该岩性组合的特性,选择用稳定削坡及护坡的处理方式,遵循“少挖少钻爆、随挖随护”的原则施工,在完成开挖作业后及时喷射混凝土进行预处理封闭,选择标号为C25的混凝土,喷射厚度5mm;接着对预处理坡面进行挂网,选择直径为8mm的挂网钢筋,将间排距控制在200mm;再喷射标号为C25的混凝土,喷射厚度100mm,最后设置自钻式锚杆,控制锚杆长度、入岩角度及深度,分别将其控制在5.1m和5.0m,进行永久支护,保证锚杆与钢筋网的连接质量。
3.4边坡支护技术
首先,对于千层边坡支护技术来说,主要包含锚杆技术、喷混凝土技术、排水孔等,最常用的就是锚杆支护技术。这类技术主要是利用边坡内部的锚杆结构实现对边坡力学状态的精准控制和优化调整,进而再边坡周围建立起稳定的施工区域,提升整个边坡建设的有效性。在实际项目施工中,锚杆技术要求选择使用螺纹钢筋锚杆,这样是因为在进行钻孔操作以后,可以直接将锚杆插入进去。其次,是深层边坡支护技术。这一类技术又可以划分为预应力锚索、预应力锚杆以及固结灌浆这三种形式,其中前两者的应用方法比较接近,主要原理是对加固的岩体进行预应力的世家,进而避免岩体本身遭受有害变形,增强其承重能力。除此之外,在进行钻孔的过程中明,还应该利用导向仪对钻孔的倾斜度进行良好的控制,若是期间产生较大的偏差还能够及时调整。
3.5减载、排水等技术在水利水电工程施工中的应用
水利水电工程施工过程中,需积极运用先进化减载和排水施工技术,充分发挥其自身作用和价值,进一步加强高边坡自身的安全性与稳定性。另外,水利水电工程施工情况下,通过减载技术运用,进一步降低坡体自身下滑力,同时施工人员需去除滑坡体后面岩石,运用反压施工方式,严格控制器自身滑力程度,进一步加强抗滑力的效果。为了提升边坡的稳定性,需要运用排除地下水的办法,由于按照地下水的埋深程度分成深层地下水与浅层地下水排水工程,在浅层地下水排水工程施工过程中,可以利用水平钻孔和截水沟等方法,针对深层地下水排水工程而言,要进一步结合实际情况,有针对性的选用采取集水井、截水盲沟等办法,切实有效的把地下水进行排除,通过这样的方法,在最大程度上充分实现降低渗水压力和地下水位的目的,确保高频科的安全性,稳定性得到进一步的提升,这对于提升整体的水利水电工程施工质量都有着至关重要的作用,与此同时,也使整体工程能够呈现出更大的效益,确保施工企业能够获得更为显著的经济效益和社会效益。
3.6锚固技术的应用
1.锚固洞技术的应用。在水利水电工程高边坡加固治理过程中,应用较为普遍的就是锚固洞技术,因为其能有效解决高边坡失稳问题。但是,在锚固洞技术实际应用过程中,对施工规范性要求较高,必须严格按照锚固洞具体施工标准,遵循从里到外、从上到下,逐步推进,层层加固的施工要求开展施工工作,以便有效避开抗滑力,有效保证高边坡稳固性实现。2.喷混凝土护坡法的应用。喷混凝土护坡方法在水利水电工程高边坡加固治理中应用也较多,因为其是见效速度最快也最明显的方法。和其他基础方法相比,喷混凝土护坡法施工速度更快,只需要按计划完成混凝土搅拌工作和建筑工作就行,这不仅可以节约时间和成本,而且效果则更为显著。为了保证施工效率和质量,在实际施工前,要注意全面系统清理待施工区域的碎石,保证施工平面的平整,以保证喷混凝土方法作用发挥。3.预应力锚固技术的应用。预应力锚固技术是比锚固洞技术和喷混凝土护坡法更有效的高边坡基础方法,它是利用锚索来实现高边坡稳定效果的。其基本原理如下:在操作时,利用处于坡体深处稳定岩土中的锚索打入高边坡内部,有效分散高边坡力度、进而提升坡体抗滑力,实现加固效果。将预应力锚固技术应用于水利水电工程施工过程中,可以在降低施工量的同时,提升高边坡的稳定性,加固作用更加明显。
3.7混凝土洞塞方案
该方案的主要对象为受到断层影响的坝址,坝区地层受断层错动影响,坝址岩体不连续,稳定性较差。某水利水电工程大坝具体工况如下:坝型为碾压混凝土折线重力坝,最大坝高48.7m,坝区出露地层为三叠系下统罗楼组,岩性上部为薄层泥灰岩,中部为紫红色钙质泥岩,下部为薄层灰岩夹页岩,岩层倾下游偏左岸,倾角10°-20°,坝区河谷整体为不对称的“V”型横向河谷。断层切割左岸钙质泥岩与薄层灰岩夹页岩,造成左岸钙质泥岩出露部位较破碎,为了确保重力坝基础不发生不均匀沉降而引起后缘边坡失稳及后期大坝主体结构的运行安全,选择混凝土洞塞进行施工。在施工过程中,确保混凝土洞塞深度满足相关规范要求的前提下,保证洞塞高度与钙质泥岩的厚度相一致,设置砂浆锚杆,完成固结灌浆作业。
结语
综上所述,高边坡在水利水电工程中较多存在,但受多重因素影响,高边坡有着较大失稳风险,进而出现滑坡等事故。为此,要重视高边坡加固工作,应当结合其结构特点,合理选择抗滑、锚固、减排减水等措施,并严格履行高边坡加固施工环节要求,确保高边坡整体稳定性。
参考文献
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