水利水电工程中应用混凝土抗滑结构研究

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摘要:在用电需求日益提升的当下，水利水电工程建设的规模也不断扩大。在水利水电工程建设当中，边坡的稳定一直是保证施工得以持续进行的重要因素之一。工程上通常采用混凝土抗滑结构对边坡进行加固。文章就混凝土抗滑结构中，包括混凝土抗滑桩、混凝土框架、混凝土挡土墙以及锚固洞等结构的特点和优势进行分析，并结合工程案例对上述结构的使用与配合方法进行探讨，以供相关领域工作者参考。

关键词:水利水电工程；混凝土抗滑结构；混凝土

当前我国水利水电建设中，边坡地质条件越趋复杂，地下水位以及高地应力会对边坡工程稳定性造成不小影响［1］。边坡工程规模也有所增加，数百米高的边坡都比较平常。而施工人员、建筑物的安全以及工程的进度期限和造价等，都要求边坡具有极高的稳定性。因此，对混凝土抗滑结构的应用进行分析具有重要意义。

1混凝土抗滑结构的特点和优势

在混凝土抗滑结构中，抗滑桩、混凝土沉井、混凝土框架、混凝土挡墙以及锚固洞等在工程上应用的最为普遍［2］。其中混凝土抗滑桩能有效稳定工程边坡，防止发生边坡滑落现象。使边坡获得更高的整体性，并加强施工效果。混凝土沉井则能使边坡获得良好的受力状态，除了具有抗滑作用，同时还兼具挡土墙效果。混凝土框架可以使坡体得到增强，避免风化和水浸。同时其框架材料具有体积小、重量轻的特点。能有效扩展施工面，减轻施工劳动强度。同时能促进排水，而其广泛的适用性也能通过与其他措施相结合，加强防滑效果。混凝土挡墙，是一种从受力平衡角度治坡的方法，对已经形成变形的坡体采用该措施能有效防止其继续延展。锚固洞通常与抗剪洞联用，两者具有类似的抗滑功效［3］。该措施能穿透结构较软的混凝，使其结构面强度得到改善。从而在根本上提高边坡的稳定性，避免滑坡现象发生。然而，需要注意的是，锚固洞或者剪力洞，都是在不稳定边坡上设置的。所以在开凿之前应做好评估，避免爆破和开挖导致滑坡现象。

2混凝土抗滑结构的具体应用分析

某水电厂因选址地质原因，导致其两岸边坡已经出现细微滑坡现象。该厂施工时，于两岸边坡下取土建设，造成边坡高度超过230m，单坡段的平均高度能达到35m左右。边坡岩体在大量开挖下造成了严重的应力累积。时值5月，进入当地雨季，在雨水浸泡之下边坡有出现滑坡的风险。同时施工基础位置的稳定性遭到破坏，还对后续施工环节造成了严重了影响，使电站建设一度陷入停置。在组织专家研讨之后，确定了加设抗滑桩是能解决当前困境的有效手段。因而于高边坡位置采取减载、加设锚杆和打抗滑桩等方式，并加以护坡、排水等治理措施，使后续施工能顺利进行，截止到目前，坡体一直保持稳定。

2．1抗滑桩的应用分析

该水电站的高程平台共长259m，所用的抗滑桩规格均为直径1m，共设置8根。其中嵌入深度最大为36m，最小为21m。确保每根抗滑桩均贯穿3个以上棱体。为保证施工进度和孔壁的完整性，并避免对平台外侧产生干扰。故而采取大孔径钻机制作桩身。抗滑桩的使用可根据两种不同滑坡条件进行分析。若没有形成溢洪道，则由于其所具有的弹性能力及所处位置，可将其视作悬臂梁。而不负责承担上部岩体向滑面外侧侧滑所产生的力。而若已经建成溢洪道，则可以将溢洪道底边与桩顶之间做嵌连处理，并使抗滑桩能直接承担上部岩体压力。在该水电站的抗滑施工中，钢筋选用42Ⅱ级钢，混凝土选用R28271号。自七月开始施工，到10月初为止，历时共2个月12天。施工中对某断层结构采取爆破处理时发现，高程平台下，5号抗滑桩附近已经出现棱体下滑现象。並且周围相继出现各类大小不一的裂缝。若非抗滑桩的支撑，则该棱体将会整体塌落。

2．2沉井的应用分析

在混凝土框架当中，沉井较为特殊，通常可分节施工。一方面起到挡土墙作用，另一方面也促进打滑桩的应用效果。在采取该措施时，应从基坑施工条件、受力状态、场地布置等多方面进行考虑，同时还要满足沉井下沉所需重量。本次水电站施工当中所采用的沉井结构，其上、下部厚度分别为75cm和85cm。而恒隔墙厚55cm。为使井底能有足够的空间余地容纳操作人员，因此从刃角踏面到隔墙地层之间，设置了1.8m的距离。该沉井深度为12m，由上而下共分3节施工，分别为4cm、4cm、3cm。施工首先将场地进行平整处理，并于处理后的场地上方制作沉井。采用机器开挖和人工开挖相结合的方式，进行沉井下沉。井道清理后搭设下沉运输设备。并于下沉时采取人工纠偏。开挖以中间为主，四周次之，短边为主，长边次之。随着基坑挖凿完成沉井就位之后，将基面进行彻底清洗。将锚杆(直径24cm)以2m间距插入并固定。浇筑用混凝土选择150号，填心用混凝土需掺杂毛石。

2．3混凝土框架的应用

在本次施工当中，混凝土框架主要起到两方面作用。其一是针对弹性基础所受集中力，而在滑面处设置框架。其二是针对坡面的风化问题，而在较远位置设置框架。从而增强坡面的整体性。该水电站坡面框架设置中，位于强风化面处采用50×50cm规格，框架整体呈长方形。节点中心为2m。在节点位置根据其高程坡面的不同，选用不同锚杆。若高程为560m，则选取直径为32或者36的锚杆。其长度均为13m，材质为砂浆。若高程为570m则选用长度为7m，直径为28cm砂浆锚杆。并于坡面设置嵌坡槽，宽度为0.5m，深度为03cm，并配有4根直径为20cm与8跟直径为20cm的配筋。

2．4混凝土挡墙的应用分析

该水电站为避免滑坡体复活，所以在高边坡位置采用挡土墙结构进行保护。加固护面用块石材料并加以浆砌。并在坡脚处设置砌石挡墙以对边坡工程进行综合治理。同时开凿土防槽以避免应力集中。在基坑挖掘完成后，经过放线确认位置无误，先以3∶7的灰土将坑底夯实，并将作业面用钢筋进行绑扎。为防止积水向基底部渗入，所以在表面位置做了3%的预留斜坡。钢筋绑扎的同时进行模板安装。并利用墙身进行侧模固定。施工中随时纠正模板的变形和移位。由于浇筑高度为8m，因此采用溜槽辅助，降低浇筑速度。采取分层浇筑方法，每50cm为一层。并用插入式振动器进行捣固。挡土墙每段长11cm，为避免沉降对墙体产生损伤，所以设有沉降缝和伸缩缝。伸缩缝每30m设置一条。并用沥青涂三道，再加以油毡贴层。每隔0.25m设置一个泄水孔。并采用直径为9cm的PVP管作为泄水通管。地面距底排水口留有38cm的距离。在模板拆除之时，重新检查并修正泄水孔。

2．5锚固洞应用分析

该水电站建设中，共开凿了53个锚固洞，尤其是右岸边坡位置，在出现滑坡征兆之前就已经设置22个锚固洞。从而在整体上提升了边坡的抗剪能力。在开凿锚固洞时还设置了一定的斜度，以避免洞壁与混凝土难以结合的问题。使抗滑桩与锚固洞共同作用下，形成良好的受力条件。

3总结

如上文所述，在水利水电工程施工建设中，为防止边坡滑坡，可采用多种形式的混凝土抗滑结构，通过各结构之间的配合，实现对水利水电工程边坡的综合治理。能优化工程建设的调控方案，确保工程如期完工，并提升了建设施工及后续使用的安全性，降低维护成本。

参考文献

［1］张欢．混凝土抗滑结构在水利水电工程中的应用［J］．民营科技，2014，1(1):201－201．

［2］黄毅．混凝土抗滑结构在水利水电工程中的应用［J］．科学与财富，2012，5(5):565－565．

作者：刘爽 刘光旺 单位：河北农业大学理工学院