云南建投第一水利水电建设有限公司 云南昆明 650217
摘要：中叶水库溢洪道高边坡在雨水的连续影响下出现局部地段裂缝和下榻滑动，通过对边坡开挖情况和下伏岩（土）层的分析，以及以往类似工程的处理措施研究，拟定对溢洪道右岸上游侧发生滑动的边坡采取的治理措施为：清除表面松动土体、挡土墙，永久开挖边坡采用框格梁+预应力锚索的处理方式。
关键词：边坡滑动；治理方法选择；治理方法
一、工程概况
中叶水库工程溢洪道由进水渠、控制段、泄槽段、消力池等部分组成，溢洪道平面全长316.10m。溢洪道布置在大坝右岸，为开敞式。溢洪道为单孔溢流，净宽5.0m。控制段溢流堰采用实用堰，长10m。溢流堰采用C25钢筋混凝土浇筑，堰顶高程1550.32m，与正常蓄水位齐平，堰顶设交通桥，宽5m，桥面板为C25现浇钢筋砼结构。见图1-1。
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图1-1
设计时结合地形地质情况，开挖边坡坡面分台开挖，开挖坡比依次为1：0.5、1：0.75及1：1，设置三级马道，马道宽度为1.5m，马道高程依次为1533.00m、1553.00m及1568.0m，马道内侧布置排水沟。边坡开口线以外采用截水沟截水。为了降低边坡地下水位与水库水位之间的水位差，增加边坡稳定性，各级边坡均采取梅花形布置D75PVC排水孔，间排距3m。
为减慢边坡岩石的风化程度及防治雨水对边坡的冲刷，本次设计强弱风化岩质边坡坡面拟采用C25钢筋混凝土框格梁结合C20混凝土挂网喷锚对溢洪道边坡进行防护，框格梁净间距3m，断面尺寸0.3×0.3m，梁底设锚杆，锚杆沿梁布置，间距2m，采用φ22的钢筋，锚杆长5m；喷混凝土厚度15cm，边坡锚杆采用φ22的钢筋，锚杆长5m，间距2m，梅花形布置，挂钢筋网采用ф8 @0.2m×0.2m。土质边坡则采取C20砼喷锚支护进行处理。见图1-2。
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见图1-2
二、边坡失稳现状
2017年7月份以后由于“双台风”以及雨季影响，雨季历时久，雨量大，导致开挖边坡内土体含水量骤增，无法及时排出，严重影响土质边坡稳定。7月底发现溢洪道开挖线与坡顶排水沟之间的原状地面发现横向裂缝，裂缝宽度约20cm~45cm，纵向分布范围大约在桩号溢0-070~0+040，和桩号溢0+050~0+090。
裂缝出现以后，7月底至8月中、下旬连续大雨天气，雨水不断，雨量达到大暴雨级别，地表水沿裂缝不断下侵现状土体（边坡土体以残破积土和全风化土为主，为含碎石粉质粘土），土质湿度不断增加，长期处于饱和状态，经地表水沿裂缝不断冲刷，最终导致土体失稳，沿裂缝下榻滑动，土体下榻深度为1.5m~4.0m。受上部土体滑动影响，已支护好的下部边坡砼面被上部土体下滑拖动破坏，破坏深度0.5~1.5m左右，滑动体纵向影响范围为桩号溢0-060.00~溢0+040.00。
从开挖现状来看，1566.0m高程以下基本以岩质边坡为主，绝大部分边坡基本处于稳定状态；边坡上部1566.0m至1588.9m高程以上土质以残破积土、全风化土为主，土质空隙较大，长期雨水浸泡，导致湿度大，增加负重，长期处于饱和状态致使土体下陷产生滑动；综合施工期溢洪道开挖边坡地质条件、结合边坡滑坡破坏程度以及长期雨水天气的影响，基本认为溢洪道边坡滑坡为浅层滑坡。
由于浅层滑坡破坏性和影响范围较大，边坡稳定性较差，鉴于现状情况必须对溢洪道右岸开挖边坡采取有效的处理措施以保障边坡的稳定，保证溢洪道正常运行。
三、方案选择
边坡治理和加固一般采用的处理措施有上部卸载、缓坡开挖、坡面防护、锚杆锚索、挡土墙及抗滑桩等形式。
通过对边坡开挖情况和下伏岩（土）层的分析，以及以往类似工程的处理措施研究，拟定对溢洪道右岸上游侧发生滑动的边坡采取的处理措施为：清除表面松动土体，永久开挖边坡采用框格梁+预应力锚索的处理方式。具体支护措施如下：
根据地层岩性分布情况、现场滑坡体的出口位置以及坡顶裂隙影响范围，将处理范围分为工程处理Ⅰ区和工程处理Ⅱ。
工程处理Ⅰ区：此区处理措施主要解决现场已经出现土体滑动的影响区域，处理措施平面范围约2540m2，具体方案如下：在1562.00m~1568.4m高程设置一级贴坡式挡墙，挡墙高6.4m，底宽1.5m，顶宽1.2m，墙前坡比1：1，墙后设两排排水管，排水管间距3m，墙身高程1563.4m和1567.4m处布设两排1000KN预应力锚索，锚索长20m间距6m；根据开挖边坡位置及开挖边坡高度情况，在高程1558.4m和最下层框格梁上分别设置一排1000KN预应力锚索，长20m间距6m；一级挡墙顶1568.4m以上基本为土质开挖边坡，分别在高程1573.4m，1578.4m以及1582.4m高程处设置三排1000KN预应力锚索，锚索长20m，间距3m；为加固顶部土层稳定，从1577.5m高程以上设置高6.5m贴坡式二级挡墙，挡墙底宽1.5m，顶宽1.3m，墙身坡比1：1，避免雨水冲刷导致顶部表层土流失，墙后设两排排水花管，排水管间距3m；除挡墙位置以外设置横纵框格梁，梁截面尺寸为0.5x0.8m（bxh），横间距3m，纵间距5m，横纵间距可视施工现场实际情况做适当调整。
工程处理Ⅱ区：此区处理措施主要解决坡顶出现裂缝的影响区域。根据现场情况，1568.00m马道高程以下开挖边坡主要为岩质边坡，边坡处于稳定状态，1568m马道高程以上现状已做喷锚支护处理，由于坡顶已出现裂缝，虽然在双台风暴雨天气，此裂缝影响范围内的边坡未发生滑动迹象，但为了确保工程运行期间的安全性，防范于未然，对此裂缝影响范围内的边坡进行局部框格梁+锚索的处理方式，平面处理面积约317m2。框格梁尺寸与工程处理Ⅰ区相同，间距3mx3m，分别在高程1569.4m，1573.4m以及1578.4m高程处设置三排1000KN预应力锚索，锚索长20m，间距3m。见图3-1。
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见图3-1
四、施工方法
（一）坍塌坡面松散土体清理
1、技术参数
工程处理Ⅰ区：溢洪道里程桩号溢0-070～溢0+040段高程1553.00m以上表层松散土体清理，工程量为5735.8m³。
2、工艺流程
开挖清理方式：采用60型及以下反铲挖掘机辅以人工高层挖甩修坡集渣、装载机集渣及平渣、反铲挖掘机装渣，15t自卸车运渣。坡面清理平顺、无陡坡、反坡。施工程序如图4-1所示。
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图4-1 松散土体清理工序流程图
3、施工方法
（1）施工准备
在进行坍塌坡面松散土体清理施工之前，首先须在溢洪道进水渠交通桥附近架设跨溢洪道临时施工钢栈桥以满足施工机械设备跨溢洪道进行施工的荷载承载要求及交通需求；其次，应检查施工截、排水设施情况并予以完善。
（2）测量放线
开挖清理过程中应进行测量放线严格控制贴坡式挡墙基础标高，放线时严格照设计图纸进行。坡面清理平顺、无陡坡、反坡。
（3）开挖清理
遵循自上而下的开挖清理施工顺序，以两级贴坡式挡墙基础标高对坡面进行逐级分台开挖清理。由于受林地征收困难条件的限制，机械设备无法到达滑坡体顶部进行开挖清理工作，顶部高层的滑坡松散土体清理工作须租赁加长臂的反铲挖掘机进场以进行开挖清理修坡施工，边坡顶部高层挖甩下来的弃渣使用装载机配合集渣，再用常规反铲式挖掘机挖装15t自卸汽车进行运渣到指定的弃渣场。
4、检查验收
在进行滑坡坍塌体坡面松散土体清理施工过程中，须会同业主、监理及设计四方根据设计清理方案共同检查验收，对局部清理方案需作出相应调整的须四方现场共同商议决定，并以现场处理卡或现场签证单的方式形成相关施工指导资料以指导现场施工，直至按照相关要求施工完成后方可进行验收工作。边坡开挖清理工作采取自上而下的方式进行分级、分台处理，在上一级或上一台边坡开挖清理施工未完成验收之前严禁开始下一级或下一台边坡开挖清理施工。
（二）排水孔施工
1、技术参数
排水孔孔径为90mm，间距为3m，梅花形布置。排水孔孔深为3m，按仰角6°进行造孔施工。排水管内设φ75mm排水花管（钢管），水管外露长度15cm。
2、工艺流程
施工准备→测量定位→钻孔→扫孔、验孔→插排水花管→验收。
3、施工方法
施工准备：包括脚手架搭设、操作平台搭建已经完成；各种材料已经进场且试验抽检合格；各施工机具已进场并满足施工生产要求；施工作业人员已进场，并进行技术交底；其他本工程相关的技术、管理人员等均已到位。
测量定位：按照设计图纸，根据排水孔的间排距采用全站仪准确确定排水孔的位置并做好标记，在钻孔前再次确认。
钻孔：根据现场条件及钻孔深度，采用YT-28手风钻（孔深3.0m）进行钻孔。
（三）锚索施工
1、技术参数
设计预应力锚索为1000KN级，锚索钻孔倾角（水平向下的角度）按设计要求取定倾角15°，长度为15m/20m/25m，锚索钢绞线规格为d15.2mmOVM15A-7无粘结钢绞线，抗拉强度1860N/mm2。锚墩为C40钢筋混凝土结构，锚墩结构尺寸分1型和2型，具体结构尺寸详见设计图纸。水泥主要用于锚索孔道灌浆及锚墩混凝土用料，水泥标号选用P.O42.5级及P.O42.5R级的普通硅酸盐水泥。
钻孔机械拟选用KQD-300型潜孔钻机造孔。灌浆设备选择BW/100灌浆泵，制浆设备选择JG442高速搅拌机。张拉机具选用ZB4-500S型高压电动油泵（用于1000KN锚索张拉）、YCW-150系列千斤顶、OVM15A-7型P锚或符合技术指标的其它锚具。
表4-1 钢绞线参数
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表4-2 钢绞线力学性能
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表4-3 设计锚索体材料表（单根锚索）
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图4-2 钢绞线外形示意图
2、工艺流程
预应力锚索施工遵循 “紧跟浇筑面，自下而上，立体穿插，平面分散”的原则。其工艺流程如下：造孔→锚束制作→锚索安装→锚墩浇筑→注浆→张拉→封孔注浆→外锚头保护。
3、施工方法
（1）施工准备
材料准备：依据设计图纸及施工进度计划，采购锚索用各种材料，并对高强度低松驰钢绞线等主要材料抽样做力学试验，测定最小破断力、屈服强度等是否符合设计规定要求。
预应力锚索施工准备：提前对用于施工的测孔仪器、定位仪器、测量用具、压力表、自动灌浆记录仪等进行校验。
（2）锚索造孔施工
钻孔施工前，由测量人员按图纸正确放出各锚孔孔位，施工员向钻孔作业人员进行钻孔技术交底。预应力锚索孔采用潜孔钻机（KQD-300）造孔。
施工平台：锚索钻孔施工均在施工排架上进行，采用钢管搭设施工排架，锚索孔附近搭设约3m宽承重脚手架作为施工平台。
钻机定位：钻孔孔位及方位由测量员测定，确保垂直于坡面，调整好钻孔角度，钻机确保固定牢靠，确保开孔精度。
开钻：开钻前复测孔位、孔向、倾角、孔径，核对无误方可开钻。开孔钻进时采用低转速、低压推进，进尺约0.5～1.5m时，再次校核钻孔参数，如有变动，及时调整，钻孔开孔偏差要求小于10cm，孔轴方向与倾角允许偏差在±2.5度以内，孔底处的孔径允许偏差为-10mm～0mm。施工中，每5米复测一次，如有偏差及时调整，不能满足要求的孔应当废弃，报告按监理人，要求重新开孔。废孔用水泥砂浆回填密实，在周边预应力锚索张拉前。
钻孔：钻进过程中记录每一阶段的钻进情况，若达到预定孔深后，锚固端仍处于软弱夹层时，及时向监理工程师汇报，并会同地质、设计、监理协商处理，必要时延长孔深，以保证锚固端处于设计要求的岩层中。
钻进过程中，如发生不回风、不返渣、塌孔卡钻、渗水量较大等情况，应立即停钻，调整采用跟管法钻进。
钻孔结束后，用高压风将孔内粉尘（堆积体、崩积体中只用高压风清孔）清洗干净，然后孔口塞好进行防护。
（3）锚束下料、编束
下料：本工程设计预应力锚索为端头锚，下料计算公式如下：
端头锚下料长度： L=s+h （公式）
式中：
L—钢绞线下料长度；
s—实测孔道长度；
h—锚垫板外钢绞线使用长度，包括工作锚板、限位板、工具锚板的厚度，及张拉千斤顶长度和工具锚板外必要的安全长度之和。
锚索下料采用砂轮切割机切割，严禁采用电弧焊或乙炔焰切割。
编束：将截好的钢绞线平顺地放在工作平台上，按设计要求现场绑扎制作，分根编号进行记录。原则上根据锚索设计长度要求及造孔情况随制作随安装，制作好的锚索不宜长期露天放置。
在锚固段和自由段的分界处安装止浆环，并分别标记锚固段和自由段长度。
锚固段每1m安装一个隔离支架，自由段每1.5m安装一个隔离支架，隔离支架采用YMZ15-12型塑料隔离支架。锚固段相邻隔离支架之间扎无锌铁丝一道，形成枣核状。
组装好的锚索由专人检查其长度，组装直径、钢绞线有无交叉、重迭、锈蚀、缺损、焊接、扭结等。合格的锚索进行编号挂牌。
（4）锚索安装
安装前，对锚束编号与锚孔号、锚束长度与锚孔深进行核对。
锚索安装全部由人工进行，穿束过程中保护灌浆管路及止浆体，以免在穿束过程中被损坏。穿束完后对外留钢绞线及孔口采取保护措施。
（5）锚固段注浆
灌浆施工采用JG442型集中制浆灌浆站。粘结式锚索锚固段注浆在锚索穿束后即可进行，灌浆前通过灌浆管用压力风将孔内积水及杂物吹干净。
①水泥：选用符合设计技术要求的普通硅酸盐水泥或特种水泥。水泥标号不低于42.5级普通硅酸盐水泥。
②水、砂的质量必须满足《水工混凝土施工规范》DL/T5144有关条款的规定。
③外加剂：外加剂的选用要符合设计技术要求及现行规程规范的要求。
④水泥浆液的水灰比宜采用0.38~0.45，水泥砂浆的水灰比宜采用0.4~0.5，要求浆液3h后的泌水率控制在2%，泌水应在24h全部被浆体吸收。
⑤浆体材料28d的无侧限抗压强度，不应低于35MPa。
注浆采用跟管孔底反浆法。注浆管位于孔底30～50cm处，用注浆泵将水泥浆注入孔底，注浆压力采用0.3Mpa。注浆完毕后应及时清洗灌浆泵、高压注浆管，防止浆液凝固，以免下次使用时堵管。
最终灌浆压力根据孔壁围岩情况通过试验确定。当孔口排出的浆液与注入的浆液比重相同时，即可进行屏浆，屏浆压力为0.3Mpa~0.4Mpa，屏浆时间为30min。
封孔灌浆应在锚索张拉锁定后3d内进行。
在确保内锚固段浆体密实的情况下，无黏结锚索内锚固段与张拉段可采取全孔一次灌浆。
（6）锚墩混凝土浇筑
基面清理：对锚索孔口部位的基岩面人工清理干净，若岩面较光滑，则按要求进行凿毛处理。
钢筋制安及立模：锚墩混凝土模板采用木制定性模板，模板厚3cm。施工时按打安插筋、安装导向钢管、钢筋、孔口预埋钢垫板、二期灌浆管顺序进行，并调整钢垫板和的导向钢管方向准确，钢筋净保护层为3mm。锚墩钢筋外预留足够的搭接长度便于后期与钢筋混凝土板钢筋搭接，其预留长度为50cm、100cm交错布置以满足单面搭接长度及同一断面接头数量不超过50%的要求。
混凝土浇筑：根据设计要求为强度等级C40的钢筋混凝土，为使混凝土强度早日达到要求，采用快速锚头，混凝土配合比内掺早强剂等措施。外墩头混凝土拌和楼拌制，混凝土搅拌车运输，通过溜槽运至各作业层，再人工运至浇筑部位，振捣采用φ50软轴式振捣棒，在振捣过程中注意保护预埋钢垫板、导向钢管及二期进出浆管，浇筑48小时后即可拆模，并对混凝土表面进行养护。
（7）锚索的张拉
在锚固段浆体达到设计强度及锚墩混凝土达到40MPa后方可进行锚索张拉，锚索张拉施工单位质检人员及监理人员必需现场旁站监控。
按预张拉、整体张拉、补偿张拉的程序进行张拉。
预张拉：采用YCW150千斤顶及配套油泵进行单根预紧张拉；钢绞线单根预张拉荷载可采用设计张拉荷载的10%～20%，张拉时按顺序逐根对称张拉，使其钢绞线完全平直伸展。
整体张拉：预紧张拉24h后进行，张拉时升荷速率小于设计的10%，卸荷速率小于设计的20%，设计超张拉荷载为110%。
该部位锚索全部为1000KN吨位，张拉采用YCW350型整拉式千斤顶及ZB4-500S型油泵进行；张拉施加荷载等级为：初始荷载350kN（稳压5min）→500kN（稳压5min）→750kN（稳压5min）→1000kN（稳压5min）→1100kN（稳压15min）锁定。
补偿张拉：整体张拉锁定48h内，按锚索总数量的5%比例进行抽检，经监理工程师审查，若发现预应力损失大于设计值荷载的10%时，应进行补偿张拉，张拉方法与整体张拉相同。
（8）外锚头保护
锚索张拉完成锁定后，对张拉段进行补浆全孔封闭。锚孔注浆后，从锚具量起，量10cm钢铰线，多余的截去，外覆厚度不小于5cm的水泥砂浆保护层。
（四）钢筋混凝土施工
1、技术参数
⑴高程1562.00m～1568.40m设置一级贴坡式挡墙，挡墙高6.4m，底宽1.5m，顶宽1.2m，墙前坡比1：1。
⑵高程1577.5m以上设置高6.5m贴坡式二级挡墙，挡墙底宽1.5m，顶宽1.3m，墙身坡比1：1。
（3）框格梁采用C35钢筋砼浇筑，框格梁尺寸为50cm×80cm，贴坡浇筑。
（4）贴坡混凝土采用C20素混凝土。
2、工艺流程
施工准备→测量放样→仓面清理→钢筋制安→模板安装→混凝土浇筑→混凝土养护、拆模。
3、施工方法
（1）测量放样
采用徕卡TS02全站仪依据设计文件要求进行测量放样。确保模板的整体线型的平顺性以确保贴坡混凝土施工效果达到设计要求。各工序“三检”制度检查验收合格后经监理工程师开仓验收合格后方可进行贴坡混凝土浇筑施工。
（2）仓面清理
基岩面采用高压风清理，清除破碎和松动岩块以及不符合质量要求的岩体，清理后的基面在浇筑混凝土前保持洁净和湿润。
（3）钢筋制安
钢筋在后方加工，严格按照设计图纸下料加工，钢筋加工完毕经检查验收合格后，进行分类、编号，挂牌整齐堆置在仓库内，露天堆放的做好防雨、防潮、除锈等措施。在运输过程中采用钢支架加固，防止钢筋变形。
施工顺序：测量防线→安装架立筋→钢筋绑扎/焊接→验收。
（4）模板安装
模板采用组合式钢模板，局部木模堵缝。模板经检验合格后运往现场拼装立模。模板运输、使用过程中要注意保护，防止变形、损坏。模板安装时，必须按混凝土结构物的设计体型结构进行测量放样。模板与混凝土接触面以及接缝处要求严密平整，模板安装牢固、稳定。
注意：混凝土浇筑过程中，设置专人负责检查守仓，紧固拉杆螺栓，防止模板跑模，以及监控承重支架的稳定性。
（5）混凝土浇筑
施工过程各工序严格执行“三检”制度，检查验收合格后报监理工程师验收批准后实施。
按配合比集中拌制，混凝土水平运输由混凝土搅拌车运输，垂直运输采用溜槽配合人工进行，浇筑时按照自下而上的顺序，为保证砼的浇筑速度，可采用多点同时浇筑的方法。
下料过程中控制混凝土自由下料高度不大于2m，对骨料集中现象进行人工分捡。砼边浇筑边振捣，采用插入式振捣。振捣以混凝土不明显下沉，不返气泡为准。振捣时振捣棒离模板的距离不小于0.5倍有效半径，两振捣点的距离不应大于振捣器有效半径的1.5倍；按卸料、平仓、振捣的施工顺序，分层振捣，振捣时注意边角的振动和振捣时间，保证密实度。
（6）拆模、养护
混凝土初凝后立即覆盖草席或草衫，并按照一定的时间洒水保持湿润，养护时间不少于28天。
混凝土达到拆模强度要求后进行人工拆模、倒运。检查砼浇筑外观质量，发现砼施工缺陷，向监理工程师申报缺陷形成原因及修补措施，经监理工程师同意后，进行缺陷修补。
五、结束语
①本工程高边坡出现裂缝、混凝土断裂、土体滑坡等多种形式的失稳状态，治理方法没有采取一刀切的形式，而是根据本工程边坡开挖现状、地质情况、工程用地以及施工工艺等多方面考虑，治理方法采用清除松动岩土体、多级挡土墙并结合预应力锚索加框格梁的综合治理方式。②加强边坡的监测，对滑坡体布置水平和垂直位移、沉降观测点。经过几年运行观测本工程运行稳定。
参考文献：
[1]《边坡与滑坡工程新技术应用手册》地质出版社.
[2]《水电水利工程边坡施工技术规范》（DL/T 5255-2010）.
[3]《水电水利工程预应力锚索施工规范》（DL/T 5083-2010）.
[4]《水工混凝土施工规范》（DL/T 5144-2015）.
[5]《水电水利工程施工安全防护设施技术规范》（DL/T 5162-2013）.
[6]《水电水利工程施工测量规范》（DL/T 5173-2012）.
[7]《水电水利工程锚喷支护施工规范》（DL/T 5181-2015）.
[8]《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ 130-2011）.
[9]《中叶水库工程溢洪道施工设计图（水工部分）》.
[10]《中叶水库工程溢洪道坍塌段边坡设计变更处理图》.
[11]《云南省墨江县中叶水库工程溢洪道边坡预应力锚索施工技术要求》.
[12]《中叶水库工程大坝及溢洪道施工组织设计》.