侯家峪水库工程左岸边坡防护与治理技术研究与应用

2022-12-25陈虎

大科技 2022年48期

陈虎

（中国水电建设集团十五工程局有限公司，陕西西安 710065）

1 工程概况

韩城市侯家峪水库是一座具有村镇居民生活供水和农业灌溉功能的Ⅳ等小（1）型水利枢纽工程。库区道路位于大坝左岸，起点位于大坝左坝肩，主要解决库区群众的对外交通任务。库区道路0+060—0+230 路面紧靠山体，以山体冲沟为界（0+170），山体呈两种类型[1]。

1.1 0+060—0+170 段开挖边坡

冲沟下游（0+060—0+170）山体为人工开挖边坡，现状坡脚高程564.9m，坡顶高程635.3m，最大坡高70.4m，分7 级，单级坡高10m，坡间马道宽1.5～4.0m。

1.2 0+170—0+230 段自然边坡

此段边坡为原道路自然边坡，坡顶有1m 左右土料覆盖层，下部均为岩石，边坡坡度较陡，岩体呈倒立状，岩石破碎，裂隙较大，雨后有石块掉落，从路面至坡顶最大高度约15m。

2 开挖边坡施工中存在问题及采取措施

2.1 存在问题

（1）在对已施工完毕的边坡巡查中发现，高程604.9m马道（卵石层边坡顶）喷护混凝土出现裂缝（图1），5 级黄土边坡（高程604.9～614.9m）出现裂缝，对2 级边坡采取了工字钢应急支撑措施。

（2）为确保水库建成后安全运行，确保库区群众通行安全，对左岸库区道路0+060—0+230 段边坡进行滑坡治理。根据公路工程危险性较大的单项工程和分部分项工程专项方案划分，该工程属于达到一定规模的危险性较大的单项工程中第二项，即滑坡处理。

2.2 采取措施

本次对左岸库区道路高边坡施工提出的原则是“防雨排水、固脚、强腰、减载”，边坡现状如图2 所示。

图2 现状边坡

2.2.1 排水、防雨措施

边坡治理施工前疏通截水天沟，采用土工膜覆盖裂缝区域，避免雨水侵入，造成变形加剧，覆盖范围为桩号0+170—0+080 段，高程580～614.9m，见图2 中A～B 区域。

2.2.2 固脚措施

底部1 级边坡高程567.5～574.9m 采用固脚措施，固脚措施在高程567.5～574.9m 边坡钢筋混凝土防护。见图2 中C～D 区域。在1 级边坡溢0+003—溢0+020段采用钢管架搭设1.5 宽安全通道，作为紧急撤离通道；在EL574.9 马道溢0+008—溢0+020 段安全区设置紧急避险处[2]。

2.2.3 强腰措施

2 级边坡高程574.9～584.9m 采用强腰措施，结合工字钢支架支撑支护措施，增设C25 钢筋混凝土护坡，在高程584.9m 马道增设混凝土压顶，并在马道设置φ80mm 钢管桩，内部填充细石混凝土，深度穿透滑裂面，增强抗滑能力。见图2 中E～F 区域。

3、4 级边坡高程为584.9～604.9m，设置C25 钢筋混凝土框格护坡，框格间排距3m，在框格节点处设置6m长φ20M20 砂浆锚杆与钢筋网连接，框格内部填充生化袋绿化。

2.2.4 减载措施

高程585.9m 以上边坡采用减载措施，清除不稳定体，向山体冲沟（0+170）卸载刷坡，卸载土、石方通过冲沟挖甩运走。确保冲沟雨水顺利排出。减载边坡根据地质不同进行防护处理，对于土质边坡开挖坡比1:0.75，坡面进行喷草处理，喷护10cm，挂φ2mm 镀锌铁丝网，孔径90mm×90mm；卵石及岩石边坡采用锚喷支护处理，布设φ20M20 砂浆锚杆，长度6m，梅花形布置，间排距3m，外露0.1m，挂φ8 钢筋网@15×15cm，喷护C20混凝土，厚度10cm，并在坡面布设φ50PVC 排水管，孔深5m。

3 边坡治理施工方案及施工工艺

3.1 土工膜覆盖坡面防雨排水

针对现状边坡裂缝部位，施工前对0+170—0+080段、高程580.0～614.9m 范围坡面采用土工膜覆盖。土工膜采用两布一膜，垂直坡面覆盖，上下封口采用双排土袋压重固定。土工膜纵向接缝人工用棉线缝合。同时疏通截水天沟，于土工膜边沿截断边坡排水沟，边坡马道排水沟采用塑料布覆盖，避免雨水侵入裂缝，变形加剧。土工膜采用50 装载机通过溢洪洞下游道路运至高程594.9m 处，人工搬至594.9m 平台，向上覆盖至614.9m 平台，再向下滚放土工膜至580m 高程，进行覆盖作业。

3.2 底部1 级边坡坡脚安全通道搭设

安全通道采用φ48 钢管搭设，两立杆间排距为1.5×1.5m，横杆采用2m 短钢管，横杆与坡面锚杆焊接牢固，作为连墙件。横杆上满铺竹架板，竹胶板每隔0.2m 设置ø12 钢筋一道，作为防滑措施。横杆上设置1.5m 高临边防护。

3.3 2 级边坡混凝土施工方法

混凝土浇筑采用自一端向另一端连续浇筑法，即从溢0+003 桩号向溢0-054 桩号浇筑，每仓宽度10m，高度方向分4 仓施工，模板斜长3m，按3m 分缝。最后一仓与马道平台一起浇筑。在浇筑第③仓时进行钢筋安装。混凝土入仓采用汽车泵，汽车泵停放在压载平台上。人工采用φ70 振捣棒振捣混凝土，最后一仓收面采用抹光机，保证平整度。在马道平台混凝土浇筑时，按排水沟尺寸制作模板，排水沟与马道一次浇筑成型。浇筑完成及时采用土工布覆盖，安排专人洒水养护。

3.4 高程604.9 以上边坡不稳定体卸载

（1）本次不稳定体卸载范围在高程604.9m 以上，桩号0+130—0+080 范围。如采用0+000 处原施工道路，挖机需在高程604.9m 马道（4m 宽）行走，形成施工动载，不利于下部边坡稳定，故采取有0+170 处冲沟修筑施工道路至高程614.9m 进行卸载作业。

（2）不稳定体卸载先上后下，注意边坡的开挖按设计坡比一次性开挖成型，避免重复开挖，多次扰动边坡。采用1 台1.0m3反铲自上而下分层挖甩，分层高度3m，卸载弃渣先堆放于冲沟下游坡脚，待卸载完成后，3.0m3装载机配合1.0m3反铲将弃渣装车，运至弃渣场，运距1km。

3.5 3、4 级边坡框格梁强腰

3、4 级边坡高程584.9～604.9m 采用强腰措施，坡面设置框格梁护坡，框格尺寸3m×3m。结点处布设锚杆，锚杆为φ20，长度6m，外露0.1m，间排距3m×3m；框格梁采用C20 混凝土，内部设置钢筋。作业前沿马道边向内50cm 处，搭设2m 高双排φ48 钢管安全防护排架，双排立面用竹夹板满铺，最外侧挂安全密目网，避免发生坠落。

3.6 5、6、7 级边坡植草护坡

设计高程604.9m 以上边坡采用喷草防护，客土厚度10cm，挂φ2mm 镀锌铁丝网@90mm×90mm。采用镀锌棱形铁丝网或高强塑料加强土工网，网孔规格为9cm×9cm。在土坡处用按1m×1m 间距梅花形布置锚杄和锚钉。锚钉长约15～40cm。挂网施工时采用自上而下放卷，相邻两卷铁丝网（土工网）分别用绑扎铁丝连接固定，两网交接处至少要求有10cm 的重叠，锚钉每平方米不少于5 只。网与作业面保持一定间隙，并均匀一致。较陡岩面处，可用草绳按一定间隔缠绕在网上，以增加附着力，使客土厚度得到保证。

3.7 0+170—0+230 段埋石混凝土施工

本工程0+170—0+230 段道路边坡防护设计为仰斜式C20 埋石混凝土挡土墙，设计底宽2.2m，顶宽2m，高度4.5～7m，坡比1：0.25，墙面设φ90mm 的PVC 排水沟，间排距3m，梅花形布置。此段挡土墙总长度60m，每10m 设一道分缝。

该段通过挡土墙施工模板采用翻转模板、混凝土入仓采用汽车泵入仓、块石添加采用反铲配合人工添加。分仓高度斜面3m，与翻转模板高度一致。采用跳仓法浇筑。

3.8 0+060—0+170 段路面恢复

混凝土在拌合站集中拌制，8m3混凝土运输车运至现场，采用倒退法进行浇筑，即从0+170 段向0+060 段浇筑，路边采用20cm 宽钢模板固定，保证道路宽度符合设计要求。混凝土浇筑采用振动梁振捣平整，抹面机收面，浇筑完成后及时覆盖土工布，安排专人洒水养护。

4 监测点布设及观测方法

4.1 坡面位移监测

施工过程中，根据施工现场情况，在每级马道顶部及挡土墙的顶部布设测点进行监测。测点动态控制，如测点破坏或被挡住及时补充。施工过程中，要保护好测点，若因施工破坏测点，应立即补充布设测点。水平位移测点和垂直位移测点共用一个测点[3]。

4.2 深层位移监测

多点位移计采用钻孔法埋设，在仪器埋设部位开挖完成后按设计的孔向、孔深钻孔，钻孔孔径φ110mm。钻孔偏差应小于3°，孔深比最深测点深1.0m，孔口保持稳定平整，在钻孔过程中应记录钻进深度，对岩芯进行描述，作出钻孔岩芯柱状图；在孔口水泥砂浆固化后，进行封孔灌浆，水泥砂浆灰砂比为1：1，水灰比为0.5，灌浆压力不大于0.5MPa，灌至孔内停止吸浆时，持续10min 结束，确保最深测点锚头处浆液饱满。

4.3 裂缝观测

裂缝一般产生在边坡平台和边坡体边缘。对坡面现有裂缝进行编号并埋设观测点，如果边坡治理过程中坡面出现新裂缝则按照裂缝监测要求布设观测点。测点间沿裂缝的间距以20～30m 为宜。首先，在裂缝的两边稳定土体内各打一带铁钉的木桩，并测量两铁钉的距离。由于一般的裂缝变形是微小而且蠕变的，本工程选择游标卡尺对边坡的变形裂缝进行监测。采用游标卡尺量测裂缝量测观测点距离，如果裂缝变形增大，则裂缝量测观测点距离增大，与初始观测点距离比较，增大的数据作为所测边坡裂缝增加的宽度。