水利技術重點問題討論范文
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在水利水電工程主要水工建筑施工過程中經常碰到巖質高邊坡的治理問題如水庫溢洪道開挖后的邊坡、大壩岸坡開挖后的邊坡及水電站前池、明渠、隧洞口開挖后的邊坡等均存在高邊坡的加固與整治問題。大規模的開挖和開挖爆破最適宜采用抗滑樁的治理措施，以防止發生大規模的滑坡。抗滑樁的平面位置、間距和排距等取決于滑體的密實程度含水情況、滑坡推力大小及施工條件等因素。抗滑樁的開挖在開挖深度達3－4m后在井壁噴30－40cm厚的混凝土，對巖體較好的井壁采用打錨桿、噴錨掛網的方法進行支護，噴混凝土厚度10－15cm，對局部塌方部位增設鋼支撐，挖到設計要求深度后，行鋼筋綁扎和鋼軌吊裝、凝土澆筑采用水下混凝土的配合比由拌和樓拌和混凝土罐車運輸直接入倉，小時澆筑厚度控制在1．5m別是在滑動面上下14m部位，還需下井進行機械振搗，在澆到離井口5－7m時，要求分層振搗，每個井口設兩個溜斗，溜管長度為10－14m，管徑25cm，抗滑樁混凝土標號為C25鋼筋為φ40Ⅱ級鋼，樁身用大孔徑鉆機鉆成，孔壁完整，進度較快。混凝土沉井是一種混凝土框架結構，施工中一般可分成數節進行。混凝土沉井在滑坡工程中既起抗滑樁的作用，有時也具備擋土墻的作用。合理的開挖順序是:先開挖中間，后開挖四邊;先開挖短邊，后開挖長邊。沉井就位后要清洗基面，設置φ25錨桿(錨桿間距為2m，深3．5)再澆筑C15混凝土封底，最后用100號毛石混凝土填心。
混凝土框架對滑坡體表層坡體可起到保護作用并可增強坡體的整體性，防止地表水滲入和坡體的風化。框架護坡具有結構物輕、材料用量省、施工方便、適用面廣、便于排水以及可與其他措施結合使用的特點。滑坡治理可采用混凝土護面框架。框架分兩種類型:滑面附近框架、其節點設長錨桿、穿過滑面，為一設置在彈性基礎上節點受集中力的框架系統;距滑面較遠的坡面框架，節點設短錨桿，與強風化坡面在一定范圍內形成整體。滑坡治理對強風化坡面框架還可采用50×50cm、節點中心2m的方形框架，節點處設置兩種類型錨桿:在下層高程間坡面滑面以上節點垂直于坡面設置φ36或φ32、長12m的砂漿錨桿在上層高程間坡面則設垂直于坡面的φ28、長6m的砂漿錨桿。
混凝土擋墻是治坡工程中最常用的一種方法，它能有效地從局部改變滑坡體的受力平衡阻止滑坡體變形的延展。如果高邊坡上夾泥層上面的巖體滑動出現裂縫，可在出現裂縫下一定高程的坡腳處采取澆筑混凝土擋墻和打錨桿等措施，以防止古滑坡體的復活。
錨固洞在水電站邊坡工程中采用最多，各種不同斷面的錨固洞能形成較大的抗剪力。由于錨固洞具有一定的傾斜度能有效防止混凝土與洞壁結合不實的現象發生。如果同時采取洞樁組合結構，其受力條件則可提供更大的抗力。
二、水工建筑中錨固技術的應用
采用預應力錨索進行邊坡加固，具有不破壞巖體、施工靈活、速度快、干擾小、受力可靠、主動受力等優點，因此，在很多水利水電工程的邊坡治理中都得到大量應用。
如果采用膠結式內錨頭的預應力錨索，應采用后張法施工。預應力錨索由錨索體、內錨頭、外錨頭三部分組成。內錨頭用純水泥漿或砂漿作膠結材料，外錨頭為鋼筋混凝土結構，與基巖接觸面的壓應力應控制在設計規定范圍以內。為提高錨索受力的均勻性，應設計一種小型千斤頂，采用“分組單根張拉”的方法張拉，這樣做既可簡化操作程序，又能提高錨索受力均勻性。錨索在補償張拉時可以用大千斤頂整體張拉，也可繼續用分組單根張拉方法，兩種方法都不會影響錨索受力的均勻性。無粘結錨索具有明顯的優點，其大部分鋼鉸線都得到防腐油劑和護套的雙重保護，并且可以重復張拉。由于在施工時內錨頭和鋼鉸線周圍的水泥漿材是一次灌入的，漿材凝固后再張拉，因此減少了一道工序，提高了工效，但其價格相對較高。
預應力錨桿也是常見的一種加固形式。有些水電站廠房高邊坡工程中實施了減載、排水、抗滑樁等技術后，滑坡位移速度雖有明顯減小，但未能完全停止。為了確保雨季在滑坡體前方的施工安全，穩定抗滑樁到滑坡體前緣的滑坡體，在一定的高程馬道上應設置預應力錨桿。錨桿分兩排，孔距2m孔徑90mm，孔與水平成600夾角，用φ36的鋼筋實施預應力錨桿就可保證工程的安全。
三、減載排水等措施的應用
在有條件的情況下，減載壓坡應是優先考慮的加固措施。滑坡體后緣受傾向不同的陡傾巖層影響，將向傾向一定角度的方向滑動，將部分下滑力傳至滑坡體前緣及治坡建筑物上，對滑坡整體的穩定不利，因此能有效控制后坡滑移也就能減緩整體滑坡。將滑坡體后緣覆蓋層最厚的部位減載后，可降低滑動速度，提高滑坡抗滑穩定安全系數。
地表水滲入滑坡體內，既可增加滑坡體的重量，增加滑動力，又可降低滑動面上巖層的內摩擦力，這對滑坡體的穩定是不利的。對于滑坡體以外的山坡上的地表水，應采取層層修建攔水溝、排水溝的方法排水。對坡體范圍內的地表水，在開裂的地方用黃土封堵，在低洼積水的地方用廢碴填平，同時，在地表水集中的地方設排水溝排走地表水。水電站廠房邊坡工程治理中常采取修建攔水溝、排水溝的措施。施工時，在滑坡體的后緣開挖排水洞(距滑動面以下5－10m)，排除地下水，排水洞之間要相互聯通，形成一個U形環，在排水洞內再設排水孔，把滑動體內地下水引入排水洞。
如果采用地表截、防排水與地下排水相結合的綜合排水方案，應以地下排水為主，地表截、防排水為輔，使二者有機結合，通過截、防、導、排，盡可能降低邊坡巖體地下水位，減小滲水壓力，改善邊坡穩定條件提高邊坡穩定性。
四、水工隧洞施工襯砌或支護技術要點控制
水工隧洞施工的主要內容是開挖、出渣、襯砌或支護、灌漿等。常用的襯砌和支護的形式包括現澆鋼筋混凝土以及噴錨支護。
現澆襯砌的施工程序與一般水利工程的施工程序基本相同，包括:分縫(段)、分塊、立模、扎筋、混凝土運輸入倉、振搗密實等工作內容。隧洞噴錨支護是采用鋼筋錨桿、噴射混凝土、鋼筋網對洞室圍巖進行單獨或聯合支護的統稱。如果采用鋼筋砂漿錨桿模式，可在鉆孔內先注入砂漿后再插入錨桿，或先插入錨桿后再注入砂漿，待砂漿凝結硬化后即形成鋼筋砂漿錨桿。噴射混凝土時，由于水泥用量較大。而且又摻有速凝劑，凝結硬化快，必須加強養護。一般在噴射混凝土后1－2h即開始灑水養護，灑水次數以保持混凝土有足夠的濕潤狀態為宜，養護時間在7－14d由于開挖破壞了巖體使圍巖的應力集中，唯一的辦法是使用一定的強度、穩定性、剛度的材料去抗消這種應力，使它達到新的平衡噴錨支護和構架支撐就可徹底解決這一問題。除特殊情況外應優先選用噴錨支護。鋼支撐適用于破碎而不穩定的巖層，它能承受很大的山巖壓力，耐久性好，所占空間小，可以多次使用也可以留在永久性襯砌中不再撤除。
五、水庫土壩防滲加固處理措施
許多病險水庫的土壩壩后坡會出現滲水、濕潤、跌窩等現象，導致土壩變形、滲漏，危及水庫的安全運行，應及時采取防滲加固處理措施消除工程隱患。
解決土壩的變形和滲透問題，可對壩體進行劈裂灌漿和對壩肩、壩底基巖進行帷幕灌漿，使壩體內形成連續的防滲體，從而降低壩體浸潤線消除壩后坡的嚴重滲漏，使壩體趨于穩定，最終達到除險加固之目的。土壩壩體劈裂灌漿可根據土壩實際情況布置兩排灌漿孔。主排孔沿壩軸線布置副排孔布置在壩軸線上游1．5m處。兩排孔交錯布置，孔距均為3－5m灌漿孔要盡可能穿透壩體底部的殘坡積層深人到壩基，以形成一個連續的豎直防滲體。
對壩肩、壩底基巖進行帷幕灌漿時，也是布置兩排灌漿孔主排孔沿壩軸線布置副排孔布置在壩軸線上游1．5m處。兩排孔交錯布置，孔距均為3～4m灌漿孔要穿透弱風化帶進入到微風化巖相對隔水層。采用回轉方法成孔，孔內下塞，純壓式灌漿，自上而下分段，孔口封閉，孔內循環。帷幕灌漿注漿材料可采用425#普通硅酸鹽水泥制成純水泥漿后在設計壓力下灌注。
