变电站高边坡稳定性分析与加固措施研究

发表时间:2020/5/18   来源:《基层建设》2019年第35期   作者:刘隆军
[导读] 摘要:由于变电站关系到人们的用电安全,其边坡稳定性则同变电站的运行安全有紧密联系,需要重视起来。
        国网四川电力送变电建设有限公司  四川成都  610051
        摘要:由于变电站关系到人们的用电安全,其边坡稳定性则同变电站的运行安全有紧密联系,需要重视起来。处理变电站项目边坡问题时,因其结构自身极为复杂,加之岩土体特征的多样性,使危岩边坡问题的处理变得更为棘手。本文就对其展开了认真分析。
        关键词:变电站;高边坡稳定;边坡加固
        1变电站高边坡稳定性分析
        1.1内在因素
        一般来说,边坡失稳的内因主要是受到路基边坡的工程地质条件的影响,包括路基边坡的空间分布、岩土体组成、岩体结构面发育情况等。内在影响因素决定着边坡失稳破坏的形式和规模大小,对路基边坡的稳定性起着决定性的作用。边坡的岩土体的结构组成决定着边坡失稳的模式。失稳模式一般分为圆弧滑动、平面滑动、折线滑动等,对于土质边坡来说,其失稳模式主要为圆弧滑动,岩质边坡的失稳模式主要为平面滑动、折线滑动等。
        1.2外在因素
        (1)降雨对边坡稳定性的影响主要为雨水对边坡的冲刷和降雨下渗形成地下水。降雨冲刷作用增加边坡荷载,影响边坡稳定性。地下水是导致边坡失稳的重要外在因素,其不利影响主要表现为动水压力、降低岩体强度和增加孔隙水压力等几个方面。(2)工程活动对边坡影响主要表现为坡顶加载、削坡和边坡开挖。坡顶堆载一方面会增加坡体的下滑力,使边坡条件进一步恶化;另一方面也加大了坡顶张拉力和坡脚剪应力的集中程度,降低了边坡岩土体的强度,进而引起边坡失稳。
        2边坡加固技术
        2.1预应力锚索法
        预应力锚索加固边坡技术中,锚索自身有张拉预应力,能将锚具与桩身固定在一起,锚索将产生反作用力,通过与桩身的接触将这一反作用力传递至周围土体,通过此加固方式可有效维护并提高土体的稳定性。预应力锚索由锚头、索体和锚固体三部分构成。其中锚头通过与岩土边坡土体的接触在锚抓力的作用下将自身承受的锚固力分散传递至周边土体中。预应力锚索施工工艺如下:施工准备边坡开挖→搭设脚手架与放样→造孔→锚索体制造及安装→锚索注浆→锚索张拉锁定及封锚。预应力锚索作为边坡加固的一种重要措施,其主要作用机理是在边坡土体中提供分散应力。该方法可充分发挥土体自承能力,节省材料,减少支护结构重量;其次还可一定程度上减少土方开挖,达到环保节能的效果同时也降低了造价,充分体现自身在加固边坡中的优势。
        2.2注浆法边坡加固技术
        注浆法简而言之就是在边坡中注入浆料,具体而言就是利用注浆浆料借助于气压等技术方法对工程中出现的不稳固边坡区域,施工场区裂缝等进行注浆处理,随后浆料慢慢凝固,从而提升边坡的强度及稳定性,最终达到加固目的。注浆法包括注浆顺序和引孔施工,第一注浆顺序非常重要,必须严格按照相关技术标准进行,从而确保注浆效果及施工质量。因此,注浆前应先排尽边坡内的地下水,同时采取一定措施进行地表截水;其次先进行支挡结构的注浆,而后进行滑坡体注浆,最后进行边坡整体注浆;边坡注浆需要先填充注浆、劈裂注浆、压密注浆、抬升注浆等步骤。第二是引孔施工,此过程需特别注意怎样钻进成孔和固壁操作,因这两个问题直接影响到最终的工程质量和注浆效果。所以在钻孔过程中应尽量避免用水作为冲洗液,可直接打入对地层孔隙度进行改变。注浆法在边坡加固中的应用能够有效促进道路边坡加固的稳定性及施工质量,其效果显着。
        2.3挡土墙边坡加固技术
        2.3.1悬臂式挡土墙
        悬臂式挡土墙相对其他挡土墙结构而言是一种较为轻型的支护结构,材料部分主要是钢筋混凝土,结构部分则是由墙趾板、墙踵板、竖壁所组成。

因其占地面积小,自重轻,解决了石料缺少、地基承载力低的填方地段使用的难题,也可用于挡土高度很高的土边坡中;相对缺点而言,如若挡土墙较高时,竖壁下部的弯曲程度会越来越大,所采用的钢筋材料花费也会较多,导致产生的经济费用相对较高。
        2.3.2重力式挡土墙
        重力式挡土墙是一种依靠墙自身重力来维持土体压力稳定性的挡土结构物,按其墙背坡度一般可分为倾斜、直立、俯斜三种形式。所采用的砌体材料有多种选择,例如块石、混凝土预制块等,通常做成简易梯形[1]。相比悬臂式挡土墙而言,其差别在于重力式挡土墙通常不配置钢筋或者只有在部分区间配少许钢筋,在土石方开挖时不至影响到相邻建筑物安全,故其经济效益较为乐观。
        2.3.3锚杆式挡土墙
        锚杆式挡土墙如同一种防护措施,但其又与一般防护措施有所不同,因其结构较简单且受力也很特殊。主要由挡板、肋板、锚杆组成,将锚杆固定在岩体内用以支撑肋柱。适用地质类型主要是墙高较大、石料缺乏或挖基困难的地区。锚杆式挡土墙是一种柔性支挡结构,且占地面积小,施工便捷,不易变形,安全系数高等优势,故在建筑中得到广泛应用。
        2.3.4加筋挡土墙
        加筋挡土墙是把多种材料混合组成的加筋土当作一个载体用来支撑土体侧压力的挡土结构物[2]。其在土体中发挥的主要作用是加入拉筋使其与接触土体之间产生摩擦,从而可间接削弱土体变形,加强了土体自身的工程特性。加筋挡土墙适用于地形平坦开阔的填方路段,不适于地形地貌陡峭的山坡和挖方路段。
        2.3.5扶壁式挡土墙
        扶壁式挡土墙是顺着悬臂式挡土墙所在位置,在相隔等距离处每隔一段增加一道扶壁,把力臂和踵板连接起来形成一个整体的一种挡土墙。一般为钢筋混凝土结构,结构整体来说构造简单,施工方便,因其墙身断面小、质量轻等优点,故其材料强度性能也得到充分发挥,适用于石料缺乏及地震多发区域[3]。现如今挡土墙的设计不仅要符合使用要求,更要做到与自然环境相协调,在设计中墙面的质感、色彩以及造型设计要做到统一中寓有变化,以此来提高挡土墙的环境质量。
        2.4抗滑桩边坡加固技术
        抗滑桩的发展历史和探索大致有三个阶段:首先,20世纪初直至50年代,抗滑桩开始被运用于工程施工建造中;其次,20世纪50年代~70年代,抗滑桩运用广泛且替代了抗滑挡土墙;最后,锚索抗滑桩真正开始被运用并以此作为其开端标志。我国在借鉴国外先进技术及丰富经验成果的基础上加以反思探索,慢慢向更好的方向发展。抗滑桩的设计计算在国内外也各有异同,由于其在支挡滑坡的过程中主要承受侧向力,故与平常建筑地基、桥梁桩承受侧向力的桩存在较大差别。目前对抗滑的设计计算方法都只是考虑桩处于弹性阶段,如压力法、位移法、悬臂桩法、矩阵分析法、有限单元法、地基系数法等[4]。我国一位知名研究人士吴恒立提出计算推力桩的双参数法,与之一起的还有综合刚度原理,其所提出的方法考虑了周边土体是处于非弹性阶段还是线弹性阶段,但这两者都主要适用于桩顶作用有横向荷载或桩外露部分作用有分布荷载的情况。
        结语
        边坡在自然与人为因素作用下的破坏形式主要有滑坡、滑塌和剥落等,若边坡发生破坏将严重危害人类的人身安全和财产安全。目前,可供采用的边坡支护技术很多,本文主要分析的是预应力锚索、注浆法、挡土墙和抗滑桩的研究现状。变电站对于人们的用电有着重要作用,其在人们生产生活用电方面做种巨大,项目边坡的稳定性关系到变电站安全,需要引起重视。
        参考文献:
        [1]于忠锋.大型岩质高边坡稳定性分析及加固措施研究[J].云南水力发电,2018,34(04):27-30.
        [2]唐家禧.道路工程高边坡设计的关键问题探讨[J].工程建设与设计,2018(13):260-261+264.
        [3]景茂武.高速公路高边坡稳定性分析[J].交通世界,2017(17):49-50.
        [4]李代怀.公路路基高边坡稳定性的基本要求及加固措施[J].科技经济导刊,2017(07):57.
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