水利水電工程中應用混凝土抗滑結構研究論文
摘要:在用電需求日益提升的當下，水利水電工程建設的規模也不斷擴大。在水利水電工程建設當中，邊坡的穩定一直是保證施工得以持續進(jìn)行的重要因素之一。工程上通常采用混凝土抗滑結構對邊坡進(jìn)行加固。文章就混凝土抗滑結構中，包括混凝土抗滑樁、混凝土框架、混凝土擋土墻以及錨固洞等結構的特點(diǎn)和優(yōu)勢進(jìn)行分析，并結合工程案例對上述結構的使用與配合方法進(jìn)行探討，以供相關(guān)領(lǐng)域工作者參考。
關(guān)鍵詞:水利水電工程；混凝土抗滑結構；混凝土
當前我國水利水電建設中，邊坡地質(zhì)條件越趨復雜，地下水位以及高地應力會(huì )對邊坡工程穩定性造成不小影響［1］。邊坡工程規模也有所增加，數百米高的邊坡都比較平常。而施工人員、建筑物的安全以及工程的進(jìn)度期限和造價(jià)等，都要求邊坡具有極高的穩定性。因此，對混凝土抗滑結構的應用進(jìn)行分析具有重要意義。
1混凝土抗滑結構的特點(diǎn)和優(yōu)勢
在混凝土抗滑結構中，抗滑樁、混凝土沉井、混凝土框架、混凝土擋墻以及錨固洞等在工程上應用的最為普遍［2］。其中混凝土抗滑樁能有效穩定工程邊坡，防止發(fā)生邊坡滑落現象。使邊坡獲得更高的整體性，并加強施工效果�；炷脸辆畡t能使邊坡獲得良好的受力狀態(tài)，除了具有抗滑作用，同時(shí)還兼具擋土墻效果�；炷量蚣芸梢允蛊麦w得到增強，避免風(fēng)化和水浸。同時(shí)其框架材料具有體積小、重量輕的特點(diǎn)。能有效擴展施工面，減輕施工勞動(dòng)強度。同時(shí)能促進(jìn)排水，而其廣泛的適用性也能通過(guò)與其他措施相結合，加強防滑效果�；炷翐鯄�，是一種從受力平衡角度治坡的方法，對已經(jīng)形成變形的'坡體采用該措施能有效防止其繼續延展。錨固洞通常與抗剪洞聯(lián)用，兩者具有類(lèi)似的抗滑功效［3］。該措施能穿透結構較軟的混凝，使其結構面強度得到改善。從而在根本上提高邊坡的穩定性，避免滑坡現象發(fā)生。然而，需要注意的是，錨固洞或者剪力洞，都是在不穩定邊坡上設置的。所以在開(kāi)鑿之前應做好評估，避免爆破和開(kāi)挖導致滑坡現象。
2混凝土抗滑結構的具體應用分析
某水電廠(chǎng)因選址地質(zhì)原因，導致其兩岸邊坡已經(jīng)出現細微滑坡現象。該廠(chǎng)施工時(shí)，于兩岸邊坡下取土建設，造成邊坡高度超過(guò)230m，單坡段的平均高度能達到35m左右。邊坡巖體在大量開(kāi)挖下造成了嚴重的應力累積。時(shí)值5月，進(jìn)入當地雨季，在雨水浸泡之下邊坡有出現滑坡的風(fēng)險。同時(shí)施工基礎位置的穩定性遭到破壞，還對后續施工環(huán)節造成了嚴重了影響，使電站建設一度陷入停置。在組織專(zhuān)家研討之后，確定了加設抗滑樁是能解決當前困境的有效手段。因而于高邊坡位置采取減載、加設錨桿和打抗滑樁等方式，并加以護坡、排水等治理措施，使后續施工能順利進(jìn)行，截止到目前，坡體一直保持穩定。
2．1抗滑樁的應用分析
該水電站的高程平臺共長(cháng)259m，所用的抗滑樁規格均為直徑1m，共設置8根。其中嵌入深度最大為36m，最小為21m。確保每根抗滑樁均貫穿3個(gè)以上棱體。為保證施工進(jìn)度和孔壁的完整性，并避免對平臺外側產(chǎn)生干擾。故而采取大孔徑鉆機制作樁身�？够瑯兜氖褂每筛鶕䞍煞N不同滑坡條件進(jìn)行分析。若沒(méi)有形成溢洪道，則由于其所具有的彈性能力及所處位置，可將其視作懸臂梁。而不負責承擔上部巖體向滑面外側側滑所產(chǎn)生的力。而若已經(jīng)建成溢洪道，則可以將溢洪道底邊與樁頂之間做嵌連處理，并使抗滑樁能直接承擔上部巖體壓力。在該水電站的抗滑施工中，鋼筋選用42Ⅱ級鋼，混凝土選用Ｒ28271號。自七月開(kāi)始施工，到10月初為止，歷時(shí)共2個(gè)月12天。施工中對某斷層結構采取爆破處理時(shí)發(fā)現，高程平臺下，5號抗滑樁附近已經(jīng)出現棱體下滑現象。並且周?chē)嗬^出現各類(lèi)大小不一的裂縫。若非抗滑樁的支撐，則該棱體將會(huì )整體塌落。
2．2沉井的應用分析
在混凝土框架當中，沉井較為特殊，通�？煞止澥┕�。一方面起到擋土墻作用，另一方面也促進(jìn)打滑樁的應用效果。在采取該措施時(shí)，應從基坑施工條件、受力狀態(tài)、場(chǎng)地布置等多方面進(jìn)行考慮，同時(shí)還要滿(mǎn)足沉井下沉所需重量。本次水電站施工當中所采用的沉井結構，其上、下部厚度分別為75cm和85cm。而恒隔墻厚55cm。為使井底能有足夠的空間余地容納操作人員，因此從刃角踏面到隔墻地層之間，設置了1.8m的距離。該沉井深度為12m，由上而下共分3節施工，分別為4cm、4cm、3cm。施工首先將場(chǎng)地進(jìn)行平整處理，并于處理后的場(chǎng)地上方制作沉井。采用機器開(kāi)挖和人工開(kāi)挖相結合的方式，進(jìn)行沉井下沉。井道清理后搭設下沉運輸設備。并于下沉時(shí)采取人工糾偏。開(kāi)挖以中間為主，四周次之，短邊為主，長(cháng)邊次之。隨著(zhù)基坑挖鑿完成沉井就位之后，將基面進(jìn)行徹底清洗。將錨桿(直徑24cm)以2m間距插入并固定。澆筑用混凝土選擇150號，填心用混凝土需摻雜毛石。
2．3混凝土框架的應用
在本次施工當中，混凝土框架主要起到兩方面作用。其一是針對彈性基礎所受集中力，而在滑面處設置框架。其二是針對坡面的風(fēng)化問(wèn)題，而在較遠位置設置框架。從而增強坡面的整體性。該水電站坡面框架設置中，位于強風(fēng)化面處采用50×50cm規格，框架整體呈長(cháng)方形。節點(diǎn)中心為2m。在節點(diǎn)位置根據其高程坡面的不同，選用不同錨桿。若高程為560m，則選取直徑為32或者36的錨桿。其長(cháng)度均為13m，材質(zhì)為砂漿。若高程為570m則選用長(cháng)度為7m，直徑為28cm砂漿錨桿。并于坡面設置嵌坡槽，寬度為0.5m，深度為03cm，并配有4根直徑為20cm與8跟直徑為20cm的配筋。
2．4混凝土擋墻的應用分析
該水電站為避免滑坡體復活，所以在高邊坡位置采用擋土墻結構進(jìn)行保護。加固護面用塊石材料并加以漿砌。并在坡腳處設置砌石擋墻以對邊坡工程進(jìn)行綜合治理。同時(shí)開(kāi)鑿土防槽以避免應力集中。在基坑挖掘完成后，經(jīng)過(guò)放線(xiàn)確認位置無(wú)誤，先以3∶7的灰土將坑底夯實(shí)，并將作業(yè)面用鋼筋進(jìn)行綁扎。為防止積水向基底部滲入，所以在表面位置做了3%的預留斜坡。鋼筋綁扎的同時(shí)進(jìn)行模板安裝。并利用墻身進(jìn)行側模固定。施工中隨時(shí)糾正模板的變形和移位。由于澆筑高度為8m，因此采用溜槽輔助，降低澆筑速度。采取分層澆筑方法，每50cm為一層。并用插入式振動(dòng)器進(jìn)行搗固。擋土墻每段長(cháng)11cm，為避免沉降對墻體產(chǎn)生損傷，所以設有沉降縫和伸縮縫。伸縮縫每30m設置一條。并用瀝青涂三道，再加以油氈貼層。每隔0.25m設置一個(gè)泄水孔。并采用直徑為9cm的PVP管作為泄水通管。地面距底排水口留有38cm的距離。在模板拆除之時(shí)，重新檢查并修正泄水孔。
2．5錨固洞應用分析
該水電站建設中，共開(kāi)鑿了53個(gè)錨固洞，尤其是右岸邊坡位置，在出現滑坡征兆之前就已經(jīng)設置22個(gè)錨固洞。從而在整體上提升了邊坡的抗剪能力。在開(kāi)鑿錨固洞時(shí)還設置了一定的斜度，以避免洞壁與混凝土難以結合的問(wèn)題。使抗滑樁與錨固洞共同作用下，形成良好的受力條件。
3總結
如上文所述，在水利水電工程施工建設中，為防止邊坡滑坡，可采用多種形式的混凝土抗滑結構，通過(guò)各結構之間的配合，實(shí)現對水利水電工程邊坡的綜合治理。能優(yōu)化工程建設的調控方案，確保工程如期完工，并提升了建設施工及后續使用的安全性，降低維護成本。
參考文獻
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