水利水電巖質邊坡的加固技術分析

冉發(fā)龍

摘 要：針對當前水利水電巖質邊坡存在的穩(wěn)定性問題，研究了巖質邊坡的穩(wěn)定性分析以及加固技術的具體類型。結果表明，控制水利水電巖質邊坡要從梁結構的預灌漿技術、巖體滲水控制技術以及深埋混凝土結構技術入手。

關鍵詞：水利水電工程；巖質邊坡；巖體滲水控制技術；深埋混凝土結構技術

中圖分類號：TV866 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.08.128

目前，我國經濟現代化的建設已經進入到了深化發(fā)展階段，各類基礎設施的建設逐步向山區(qū)、水域資源以及地下資源發(fā)展。其中，水利水電基礎設施的建設受自然因素的影響較深，巖質邊坡滑坡、山體結構垮塌以及泥石流等災害都是建設過程中所遇到的問題。基于此，水利水電的相關建設人員應將科學研究的重點集中在巖質邊坡的加固技術上，這是避免工程受自然因素影響的重要課題內容。

1 水利水電巖質邊坡的穩(wěn)定性分析

為了實現對水利水電的巖質邊坡的加固處理，就要對巖質邊坡的穩(wěn)定性進行分析：①要明確巖質邊坡的組成結構，其目的是使建設人員采用合理的方式進行邊坡施工。例如，根據所了解的巖質邊坡巖土成分，從而確定對其進行加固技術的方式、方法。②要深入了解水利水電工程巖質邊坡受到損壞的類型。當水利水電工程已經受到了當地自然因素的影響，就要根據巖質邊坡發(fā)生變形的特征進行判斷。到目前為止，可供分析的特征有滑坡、崩塌、巖體向一側蠕動以及坡面松動等。③要將上述分析結果形成一個系統(tǒng)整體的分析結果。這樣一來，水利水電巖質邊坡的加固技術實施就更具有針對性。

2 水利水電巖質邊坡加固技術的類型

根據對水利水電工程巖質邊坡問題進行穩(wěn)定性分析的結果，明確哪些組成結構是關鍵的影響節(jié)點。而后，就可以采取對應的加固技術措施來提高水利水電工程的安全運行程度。具體來說，主要的加固技術措施有混凝土的抗剪結構技術、減載技術、錨固技術、排水和截水技術、壓坡技術和支擋技術等。其中的錨固技術、排水和截水技術，是對巖質邊坡水利水電工程進行加固施工最常使用的技術；支擋技術和減載技術在大多數情況下，只是起輔助的作用；對于具有特殊施工結構面的水利水電工程，混凝土抗剪結構技術起著較為關鍵的作用。

3 水利水電巖質邊坡的加固技術

3.1 梁結構的預灌漿技術

在水利水電工程巖質邊坡的加固技術中，梁結構的預灌漿技術是為邊坡結構提供的一種新型的支擋技術。它能夠使工程的預應力錨索與地梁結構以相結合的方式來保證巖質邊坡的穩(wěn)定性。具體來說，就是將預應力錨索結構的抗滑功能、地梁結構的承載功能以及傳力結構的功能特性發(fā)揮出來。工作原理是，將預應力的錨索結構施加于地梁結構上，進而將承受的力傳遞到錨固的地層中，從而起到加固巖質邊坡的作用。在實施的過程中，外部錨頭的位置經常處在高應力的狀態(tài)區(qū)。這就意味著外部錨頭周邊的表面巖層會受到拉應力的作用。為了提高邊坡的穩(wěn)定性，應將此拉應力分散，進而有效避免巖層的壓縮變形問題的出現。預應力錨索的地梁結構就是在這種受力狀態(tài)下進行加固的，其起到的是支擋加固的作用。在當地梁結構作為錨索與巖質邊坡進行連接的過程中，其充當的是外部錨頭的作用。此外，對于框架型的地梁結構，其能起到連接各個錨索結構的作用。這就加強了巖質邊坡的整體效能，從而保證了錨索在水利水電工程抗滑過程中，起到連續(xù)性、均勻性以及整體性的加固邊坡的作用。

3.2 巖體滲水控制技術

巖質邊坡的排水、截水技術是通過邊坡地表的防水措施來實現加固作用的，它能夠實現加固邊坡地表的防水效能。水利水電工程巖質邊坡的排水、截水技術是指地表和地下的排水、截水。其中，地表的排水、截水技術就是對邊坡開挖和邊界治理內外的排水溝、截水溝進行治理；而地下的排水、截水技術是通過降低地下水資源壓力來提高巖質邊坡的穩(wěn)定性。此過程需要選擇好適合的位置進行地下排水或者是擴大降低地下水資源的壓力范圍，否則地下水就會加深水利水電巖質邊坡的穩(wěn)定性差問題。從局部穩(wěn)定性的角度分析，排水技術是加固水利水電巖質邊坡技術中最為經濟的技術措施。此外，巖質邊坡地下排水、截水技術的具體措施有增設邊坡表面表層排水洞、排水孔以及洞內的排水孔。對于處在關鍵位置的邊坡或者是高度超過100 m的巖質邊坡，可根據邊坡巖體的透水性來設置多層的排水洞，這是增強邊坡排水效果的有效措施。值得注意的是，每層排水洞的高度差值不得大于50 m，而且每層排水洞之間應打出多個排水孔，從而形成排水孔幕。這樣一來，巖體結構中就形成了一個立體的地下排水系統(tǒng)，實現了加強邊坡穩(wěn)定性的目標。

3.3 深埋混凝土結構技術

在水利水電工程巖質邊坡的加固技術中，深埋混凝土抗剪結構技術已經被廣泛應用于實際工程的加固建設中。這一技術不但能解決水利水電工程的基礎穩(wěn)定性問題和推力的傳力問題，還能解決特定結構面的抗剪問題和置換問題。對于結構面的抗剪和置換，在實際工程的加固建設中運用得較少。針對這一技術推廣需求，以某水利水電工程的運用過程為例，分析了抗剪置換洞的作用機制和運用條件?？辜糁脫Q洞就是利用一種深埋混凝土的抗剪結構來治理巖質邊坡。傳統(tǒng)的巖質邊坡加固技術，采用的是坡面的加固方式，以此來解決滑樁、錨索等不穩(wěn)定問題。而抗剪置換洞采用的是坡內施工的方式，這就擴大了加固的深度范圍，進而避免了施工布置與邊坡開挖對邊坡產生直接的干擾。

該工程對于抗剪置換洞的施工通道，采用的是建設臨時交通洞的方式來對工程進行加固。當對大型巖質邊坡進行施工時，傳統(tǒng)加固技術的運用條件并不利于軟弱結構面的切割和組合，這就會形成大范圍的不穩(wěn)定空間結構的楔形體。而深埋混凝土結構技術中，抗剪置換洞的運用突出的功能是置換，這就使得加固建設更具針對性，且實施難度小。該工程巖質邊坡的初始狀態(tài)是穩(wěn)定的，但其巖層成分是軟弱結構面，而結構面的上盤、下盤都是堅硬完整的巖體，這就可以通過加固技術將潛在滑動帶用的鋼筋混凝土或混凝土進行置換。由于這一工程采用的是不同的施工方案，這就使得抗剪洞作用效果明顯，并且其運用的經濟效果要明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的加固技術。由此可以看出，將抗剪置換洞技術應用于水利水電工程，除了能有效提高巖質邊坡的安全系數，也能滿足加固施工的便捷性需求。

4 結束語

總而言之，當水利水電工程建設在巖質邊坡的基礎上，就容易受到自然因素的影響，出現滑坡、崩塌、巖體向一側蠕動以及坡面松動等問題。相關研究者應從問題發(fā)生巖質邊坡的巖土成分、特征等仔細分析，并找出問題的節(jié)點。這樣一來，就可以采取具有針對性的加固技術進行治理。研究表明，巖質邊坡的不穩(wěn)定問題都可以從梁結構預灌漿技術、巖體滲水控制技術以及深埋混凝土結構技術中找到解決措施。水利水電工程巖質邊坡的加固技術是保證人民群眾生命財產安全的重要研究內容，建設者應對其進行不斷完善。

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〔編輯：胡雪飛〕