水利水电工程施工中的高边坡加固技术

发表时间:2021/7/1   来源:《工程建设标准化》2021年5期   作者:李琦
[导读] 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
        李琦
        莒县林水集团投资发展有限公司 山东 日照 276500
        摘要: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。
        关键词:水利水电;工程施工;高边坡加固
        一、高边坡加固的技术应用
        (一)混凝土抗滑结构
        1、混凝土沉井
        在水利水电施工中,通过将沉井应用于高边坡,可发挥抗滑、挡土等功效,进而改善高边坡稳定性。沉井结构设计关系其抗滑效果,应当结合其场地、受力等条件,选择合适的沉井结构。对于沉井而言,其是由混凝土框架组成的,不能进行整体施工,而是要细化为数节。为提高沉井施工效果,需明确其工艺流程,对场地平整与沉井制作可同时进行,然后需依次进行封底、沉降下沉等操作,而这也是沉井应用的关键所在,应给予更大关注。通过实践发现,对于沉井工程而言,关键要看其下沉质量,若控制不当,会妨碍沉井施工效率及质量。由于井壁土体摩擦的存在会影响下沉质量,需使其尽可能减少,需要注意混凝土强度检测,通常要求在挖土下沉前须达到强度标准。
        2、混凝土抗滑桩
        在水利施工中,为解决高边坡稳定问题,通常会用到抗滑桩,而且主要针对的是浅层、中层滑坡问题。通过将其安装在滑坡的前端,而且作为柱形构件,在外力作用下可与滑坡内层岩层牢牢结合,进而为边坡滑体提供阻力,降低高边坡滑坡危害。
        3、混凝土挡墙
        为预防高边坡滑坡问题,混凝土挡墙也有较多应用,通过设置挡墙,在其自重作用下可对滑坡起一定支挡作用,而且在使用时,还需完善挡墙工程的排水设施。挡墙的使用,可促使滑坡受力向着稳态发展,挡墙也阻断了延伸过程,其在高边坡加固中的优势在于起效快且简单,有着较大应用空间。当具体进行挡墙施工时,需合理控制基础深度,通常需预先进行滑动面分析,了解其位置及结构特征,然后进行挡墙施工设计。要做好排水、泄水工作,通常需预留泄水孔,可减少边坡方向上挡墙所受到的静水压力,对于挡墙基础稳定也有帮助,可避免因积水而导致挡墙自身出现滑移。
        (二)高边坡锚固技术
        1、喷射混凝土护坡
        在高边坡加固施工中,喷射混凝土护坡更为高效,而且省去了模板支立环节,可直接利用专业机械,将高边坡防护所需混凝土材料集中进行机械化处置,这也是较为新型的高边坡防护技术。在实际应用中,混凝土经过高速喷射,可形成良好的临时支护结构,相较于木质支护有强度优势,相对于钢支护也更为节省。而若直接用于高边坡的永久支护,相较于其他混凝土支护结构,在早期阶段也具有强度优势。
        2、锚固洞
        在对高边坡进行加固处置中,锚固洞可起到良好稳定效果。但要想更大程度发挥锚固洞使用效果,需要遵循相应原则,需自上而下、自内而外逐层进行锚固洞加固施工,并且在相同高程下,适宜采用跳洞开挖的方式,可有效预防不利结构面作用,确保锚固洞达到设计要求的抗滑力水平,降低高边坡失稳可能。
        3、预应力锚固技术
        在该方式下,通过预先将锚索固定在高边坡内部岩层中,并进行注浆提升锚固的牢固性,在其作用下可起到预应力加固的效果。混凝土框架与锚索组成预应力结构,将其施加在高边坡坡体上,可产生较大的挤压效果,使坡体经受正压力,进而产生更大的滑坡阻力,而且还能够限制边坡中不稳定结构发展,有着良好的边坡稳固效应。在高边坡加固施工中,预应力锚固有着明显技术优势。


        (三)减载、排水等有效措施
        1、表里排水
        (1)地表水的拦截与排除,在高边坡施工中,若雨水、泉水等流入到边坡范围,在浸泡、冲击作用下,会加剧高边坡失稳风险,为此需对其加以拦截并排除。通常需完善排水沟、拦水沟设施,避免地表水侵入边坡。在对高边坡进行排水系统布设时,要考虑地形因素,尽可能将自然沟谷融入其间,提高地表水排除效率。
        (2)地下水的排除,在高边坡加固施工时,要考虑浅层与深层地下水的区别,并采取差异化的排水设施。对于深层地下水,需要在高边坡范围构建集水井、盲沟等设施,而对于浅层地下水,则需要进行截水沟的设置,降低地下水对边坡的影响。
        2、减载反压
        荷载过大也是高边坡滑坡的重要诱因,借助于减载反压措施,可起到很好的改善作用。通过除去滑坡体后缘岩土部位,可实现高边坡的减载,进而有效限制滑坡力的增长,但在实际应用中,仅仅采用减载措施的效果并不好,还需要配合使用反压措施。所谓反压,也就是将减载施工中所去除的岩土部位放置在边坡的前缘范围,可起到一定的阻滑效果,该方法适用于特定条件的高边坡,也就具有上陡下缓特点的滑坡。
        二、预应力锚固在高边坡加固中的应用
        (一)锚孔钻造
        在进行洞室开挖时,施工人员应当根据施工设计桩编号,借助拉线尺来完成测量工作,做好水准测量工作,并在此基础上完成放线施工。利用专门设备来准确定位锚孔位置。在布置钻机设备时,应当结合钻孔位置和倾斜度等因素来开展施工。锚孔下倾程度和水平面夹角大小在20°左右,倾角误差绝对值不超过1°,方位误差绝对值不超过2°。在钻孔过程中,部分工序需要使用锚索,此时应当采取干钻措施,避免使用开水钻,同时及时将地下水位和地质特点等方面的信息记录下来,并采取检测措施。
        (二)锚索制造
        锚索对于预应力锚固至关重要,因此一定要重视锚索材质,一般选择钢铰线,要求其强度大,弛荷载力小,保证下料的整齐性。施工误差的绝对值不应当超过50毫米,保证一定的钢绞线长度,一般在1.5米,并注重协调不同单元长度。在制作锚索时,需要在承载物上缠绕一定长度的钢绞线,形状为U型,并做好固定措施。在施工时还需要用到注浆管线和隔离架,钻孔底部到注浆管线尾处长度大小为20厘米左右。当锚杆处于外露状态时,需要做好标记。在输送锚索时,应当避免出现弯折情况,做好注浆管线和隔离架的防护措施,避免产生损伤。
        (三)注浆施工
        待完成锚孔钻造后,还需进行注浆操作,工作人员应结合锚固施工技术要求,注重配比的合理性,严格按照高边坡施工要求进行,在搅拌时注重搅拌的均匀性,保证注浆体的强度不低于45MPa。在注浆过程中,优先考虑使用孔底返浆技术,向锚孔注浆,尽可能的保证一次完成,同时应当避免注浆间隔。在砂浆强度达标的前提下采取锚索张拉措施。施工人员需要及时记录注浆流程相关内容,在正式注浆前,应当采取强度检测措施,实验次数一般为2次。当需要锁定锚索张拉时,应当针对锚头和缝隙等位置采取灌浆措施。
        结束语
        综上所述,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。本文首先探讨高边坡加固的重要性,研究了高边坡失稳的潜在因素,分析了多种高边坡加固技术,并以预应力锚固技术为重点,给出了详细的技术应用流程,以期对高边坡加固施工有所帮助。
        参考文献
        [1]孙友良.水利水电工程高边坡的加固与治理策略研究[J].产业与科技论坛,2020,19(07):54-55.
        [2]杨琛.水利水电工程施工中高边坡加固技术的应用探讨[J].建材与装饰,2020(01):289-290.
        [3]谢良冬.水利水电工程施工中的高边坡加固技术分析[J].工程建设与设计,2019(18):201-202.
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