莫海青
湖北宏盛水利水电工程有限公司 湖北 武汉 430060
摘要：高边坡加固技术，是一种能够有效提升水利水电设施运转安全性和稳定性的技术工艺。在进行高边坡加固技术的施工过程中，施工人员需要根据具体的工程情况，进行相应的技术调整，从而更好地通过高边坡加固，提升水利水电工程的整体安全运转能力。本文就其在水利水电施工中的运用进行了分析。
关键词：高边坡加固；水利水电工程；边坡稳定性
1边坡的稳定性分析
1.1极限平衡法
极限平衡法的基本原理是将边坡假定为受力刚体，通过静力平衡的原理分析滑体上抗力与下滑力之间的关系，进而对边坡的稳定性进行评价，该方法应用最早且理论最为完善，使用也最为广泛。该方法在使用过程中，其一，需要先假定破坏面的位置及形状，之后通过力学分析以及物理约束条件构建安全系数的计算公式；其二，计算所有潜在滑动面的安全系数，然后确定最不稳定的滑动面和安全系数。关于边坡稳定性安全系数的定义大概可以分为三个阶段，即通过力矩、剪应力、抗剪强度参数的折减程度来进行定义。从力学角度分析，边坡修建过程相当于卸载过程，坡体开挖后，原有的应力场会重新分布，在靠近临空面的位置会形成松弛区，当松弛区不能维持自稳时，边坡就会失稳破坏。极限平衡理论目前也存在一些问题，主要包括：该理论需要提前假定一系列边坡破坏的滑裂面位置以及形状，之后通过对安全系数的比较，反求出最不安全的滑裂面，进而导致安全系数的准确性完全依赖于假设滑裂面的准确性；通过极限平衡法来假定滑动面，对于均质土的效果较好，但是对于成层土、土层差异较大的非均质土、存在节理裂隙的岩质边坡，其滑动面往往并非圆弧状，故难以做出较为准确的假定；极限平衡法所求出的安全系数仅仅是滑动面上的平均安全系数，并不能反映滑体内部或者滑动面上的真实应力状态；极限平衡理论在力的位置和方向上进行了较多的人为假定，但与实际情况还存在不少差距，会导致分析结果不准确。
1.2数值模拟法
若遇到较为复杂的地质地貌环境、岩土层性质较为多样的情况，极限平衡法处理会尤为麻烦，分析结果也不够准确。此时数值模拟法则会体现出较大的优势，该方法考虑到边坡岩体的应力应变关系以及岩土体的各向异性，有效地解决了极限平衡法存在的缺陷，其模拟结果也比较符合工程的实际情况，计算结果也更加精细准确，能够更加合理全面地分析坡体的整体受力状况。目前，有限元分析法、离散元法以及快速拉格朗日分析法是数值模拟在边坡稳定性分析中应用最为广泛的方法。以上三种方法整体上各有优劣，有限元法考虑到了岩土体材料的各向异性、不连续性、力学参数的差异性，同时还包括复杂的边界条件问题等；拉格朗日法是对有限元分析法的一种优化，解决了有限元小变形的假设；离散元分析法则主要用来预测边坡的变形趋势以及稳定性，能够真实地反映边坡在开挖过程中位移以及应力的变化情况。
2高边坡加固技术在水利水电工程施工中的应用
2.1高边坡开挖施工流程
在水利水电工程的高边坡加固施工当中，首先，需要进行相应的挖掘，在挖掘过程的准备阶段，应由施工人员科学确定挖掘范围，并对挖掘范围内的地表植物进行清理。在开始挖掘的过程中，遵循由上及下的挖掘顺序，严格按照挖掘施工技术标准展开挖掘。对于挖掘工作中的管道、线路，应进行合理的保护，避免因挖掘施工造成管道、线路的损伤。
2.2土方开挖
因不同的地域的土壤情况各不相同，在开展土方挖掘的过程中，需要充分考虑土方的具体特点，从而有序开挖。在土方挖掘的开展过程中，需要准确考虑可能形成的降水，并且科学建立挖掘现场的排水系统，从而避免降水对于土方产生相应的影响[1]。
在由上及下的挖掘过程中，需要根据具体情况，有效制定挖掘深度，并在机器挖掘接近相应的挖掘深度时，改由人工挖掘进行施工，从而确保挖掘深度准确达到施工标准。
2.3石方开挖
由于实际的挖掘工作工程量往往偏大，为了有效管理挖掘施工，应采取“两步走”的施工流程，完成相应的施工任务。第一步是坝肩的石方挖掘工作，此阶段是高边坡加固工作中的重要部分。由于挖掘位置的差异，坝肩的石方挖掘工作主要分为“左坝肩挖掘”和“右坝肩挖掘”，无论是何种挖掘，都需要有效按照施工规划开展施工。为了减少施工的不确定性，在石方开挖的过程中，需要尽量避免爆牌技术的运用，虽然这样会增加一定的施工量和施工难度，但是，能够有效避免爆破过程对高边坡的整体影响，降低了施工事故的发生率。对于石方挖掘过程产生的废弃物，应进行妥善处理，避免废弃物影响周边的自然环境，从而更好地体现出文明施工的精神[2]。第二步是河床石方的挖掘工作。与土方挖掘一样，河床挖掘的流程也需要遵循由上及下的施工规律，在坝体结构中心线位置挖掘出标准槽，并沿着标准槽的两端进行对称挖掘。在石方挖掘工作竣工后，高边坡加固技术改造的大部分工作已经完成，之后需要利用后续的精细化施工，实施具体的高边坡加固。
2.4坡支护的施工
对于坡支护的施工而言，属于高边坡加固施工的收尾阶段，主要的坡支护施工需要利用相应的钻孔施工流程，在高边坡的规定部位进行钻孔，之后，再进行相应的高边坡支护结构的架设[3]。在进行高边坡支护结构的架设过程中，需要根据当地的地质特点、自然环境特点进行科学的设计与规划，充分考虑当地可能发生的地质灾害与环境灾害会对高边坡体产生的影响，从而实现未雨绸缪的施工效果。通过在高边坡上架设起完整的坡支护结构，能够在整体上预防高边坡的滑坡、断裂等安全事故的发生，从而进一步提升高边坡结构的整体稳定性与安全性。
2.5抗滑挡土墙加固技术
在完成对高边坡的初步施工后，利用混凝土抗滑桩的设立，能够有效提升高边坡的稳定性与安全性。抗滑挡土墙对山体边坡的破坏较小，其稳定效果也较为明显。小型边坡的抗滑挡墙往往修建在滑坡的下部或前缘。而对于中型或大型边坡，抗滑挡土墙一般会与排水、刷土减重等措施联合使用[4]。挡土墙的修筑务必对边坡的工程地质情况、滑坡结构性质等进行充分勘查，进而准确确定滑坡推力的大小。目前工程中最为常用的挡土墙形式为重力式抗滑挡土墙。
2.6锚杆（索）加固技术
锚杆（索）最大特点是大幅减小了结构物自身的重量，节约工程材料，具有显著的经济效益与社会效益，锚杆（索）往往是由锚头、自由段以及锚固段组成，采用锚索对边坡进行支护，一方面能够通过锚索对锚固岩体底层作用进而形成一定范围的压应力区，另外还能起到加筋的作用，提高坡体整体的强度，保证边坡的稳定性。
3结语
综上所述，在水利水电工程的整体构架中，高边坡结构发挥着重要的作用。如果水利水电工程中的高边坡出现问题，那么，很可能造成研究的经济损失。因此，有效利用高边坡加固技术，对水利水电工程中的高边坡进行科学加固是十分有必要的。在具体高边坡加固技术施工中，施工者需要根据具体的外部环境以及施工需要，准确选择适当的高边坡加固工艺，从而能够在提升水利水电工程安全性、稳定性的基础上，确保水利水电工程的整体工程质量得以提升。
参考文献：
[1]冶雪梅.分析水利水电工程施工中高边坡加固技术[J].居舍,2018(21):86.
[2]崔永梅.水利水电工程施工中高边坡加固技术的应用策略[J].工程技术研究,2018(06):89-90.
[3]张微微.水利水电工程施工中高边坡加固技术分析[J].低碳世界,2017(36):52-53.
[4]钟华.水利水电工程施工中高边坡加固技术的应用探讨[J].江西建材,2017(19):145.