水利水電工程中應用混凝土抗滑結構研究論文
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行的重要因素之一。工程上通常採用混凝土抗滑結構對邊坡進行加固。文章就混凝土抗滑結構中，包括混凝土抗滑樁、混凝土框架、混凝土擋土牆以及錨固洞等結構的特點和優勢進行分析，並結合工程案例對上述結構的使用與配合方法進行探討，以供相關領域工作者參考。
關鍵詞: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，邊坡地質條件越趨複雜，地下水位以及高地應力會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、建築物的安全以及工程的進度期限和造價等，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行分析具有重要意義。
1混凝土抗滑結構的特點和優勢
在混凝土抗滑結構中，抗滑樁、混凝土沉井、混凝土框架、混凝土擋牆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，防止發生邊坡滑落現象。使邊坡獲得更高的整體性，並加強施工效果。混凝土沉井則能使邊坡獲得良好的受力狀態，除了具有抗滑作用，同時還兼具擋土牆效果。混凝土框架可以使坡體得到增強，避免風化和水浸。同時其框架材料具有體積小、重量輕的特點。能有效擴充套件施工面，減輕施工勞動強度。同時能促進排水，而其廣泛的適用性也能透過與其他措施相結合，加強防滑效果。混凝土擋牆，是一種從受力平衡角度治坡的方法，對已經形成變形的'坡體採用該措施能有效防止其繼續延展。錨固洞通常與抗剪洞聯用，兩者具有類似的抗滑功效［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定的。所以在開鑿之前應做好評估，避免爆破和開挖導致滑坡現象。
2混凝土抗滑結構的具體應用分析
某水電廠因選址地質原因，導致其兩岸邊坡已經出現細微滑坡現象。該廠施工時，於兩岸邊坡下取土建設，造成邊坡高度超過230m，單坡段的平均高度能達到35m左右。邊坡巖體在大量開挖下造成了嚴重的應力累積。時值5月，進入當地雨季，在雨水浸泡之下邊坡有出現滑坡的風險。同時施工基礎位置的穩定性遭到破壞，還對後續施工環節造成了嚴重了影響，使電站建設一度陷入停置。在組織專家研討之後，確定了加設抗滑樁是能解決當前困境的有效手段。因而於高邊坡位置採取減載、加設錨杆和打抗滑樁等方式，並加以護坡、排水等治理措施，使後續施工能順利進行，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259m，所用的抗滑樁規格均為直徑1m，共設定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個以上稜體。為保證施工進度和孔壁的完整性，並避免對平臺外側產生干擾。故而採取大孔徑鑽機制作樁身。抗滑樁的使用可根據兩種不同滑坡條件進行分析。若沒有形成溢洪道，則由於其所具有的彈效能力及所處位置，可將其視作懸臂樑。而不負責承擔上部巖體向滑面外側側滑所產生的力。而若已經建成溢洪道，則可以將溢洪道底邊與樁頂之間做嵌連處理，並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。自七月開始施工，到10月初為止，歷時共2個月12天。施工中對某斷層結構採取爆破處理時發現，高程平臺下，5號抗滑樁附近已經出現稜體下滑現象。並且周圍相繼出現各類大小不一的裂縫。若非抗滑樁的支撐，則該稜體將會整體塌落。
2．2沉井的應用分析
在混凝土框架當中，沉井較為特殊，通常可分節施工。一方面起到擋土牆作用，另一方面也促進打滑樁的應用效果。在採取該措施時，應從基坑施工條件、受力狀態、場地佈置等多方面進行考慮，同時還要滿足沉井下沉所需重量。本次水電站施工當中所採用的沉井結構，其上、下部厚度分別為75cm和85cm。而恆隔牆厚55cm。為使井底能有足夠的空間餘地容納操作人員，因此從刃角踏面到隔牆地層之間，設定了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。施工首先將場地進行平整處理，並於處理後的場地上方製作沉井。採用機器開挖和人工開挖相結合的方式，進行沉井下沉。井道清理後搭設下沉運輸裝置。並於下沉時採取人工糾偏。開挖以中間為主，四周次之，短邊為主，長邊次之。隨著基坑挖鑿完成沉井就位之後，將基面進行徹底清洗。將錨杆(直徑24cm)以2m間距插入並固定。澆築用混凝土選擇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，而在滑面處設定框架。其二是針對坡面的風化問題，而在較遠位置設定框架。從而增強坡面的整體性。該水電站坡面框架設定中，位於強風化面處採用50×50cm規格，框架整體呈長方形。節點中心為2m。在節點位置根據其高程坡面的不同，選用不同錨杆。若高程為560m，則選取直徑為32或者36的錨杆。其長度均為13m，材質為砂漿。若高程為570m則選用長度為7m，直徑為28cm砂漿錨杆。並於坡面設定嵌坡槽，寬度為0.5m，深度為03cm，並配有4根直徑為20cm與8跟直徑為20cm的配筋。
2．4混凝土擋牆的應用分析
該水電站為避免滑坡體復活，所以在高邊坡位置採用擋土牆結構進行保護。加固護面用塊石材料並加以漿砌。並在坡腳處設定砌石擋牆以對邊坡工程進行綜合治理。同時開鑿土防槽以避免應力集中。在基坑挖掘完成後，經過放線確認位置無誤，先以3∶7的灰土將坑底夯實，並將作業面用鋼筋進行綁紮。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。鋼筋綁紮的同時進行模板安裝。並利用牆身進行側模固定。施工中隨時糾正模板的變形和移位。由於澆築高度為8m，因此採用溜槽輔助，降低澆築速度。採取分層澆築方法，每50cm為一層。並用插入式振動器進行搗固。擋土牆每段長11cm，為避免沉降對牆體產生損傷，所以設有沉降縫和伸縮縫。伸縮縫每30m設定一條。並用瀝青塗三道，再加以油氈貼層。每隔0.25m設定一個洩水孔。並採用直徑為9cm的PVP管作為洩水通管。地面距底排水口留有38cm的距離。在模板拆除之時，重新檢查並修正洩水孔。
2．5錨固洞應用分析
該水電站建設中，共開鑿了53個錨固洞，尤其是右岸邊坡位置，在出現滑坡徵兆之前就已經設定22個錨固洞。從而在整體上提升了邊坡的抗剪能力。在開鑿錨固洞時還設定了一定的斜度，以避免洞壁與混凝土難以結合的問題。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，可採用多種形式的混凝土抗滑結構，透過各結構之間的配合，實現對水利水電工程邊坡的綜合治理。能最佳化工程建設的調控方案，確保工程如期完工，並提升了建設施工及後續使用的安全性，降低維護成本。
參考文獻
［1］張歡．混凝土抗滑結構在水利水電工程中的應用［J］．民營科技，2014，1(1):201－201．
［2］黃毅．混凝土抗滑結構在水利水電工程中的應用［J］．科學與財富，2012，5(5):565－565．