关于水利工程高边坡处理技术

　　在水利工程的建设与运行过程中，通常会涉及到边坡的稳定性问题，如果边坡有滑坡体的存在，那么将会在一定程度上降低水利工程的质量，严重时甚至会威胁到水利工程的整体安全。水利工程中的高陡边坡问题尤其突出，如果未能采取有效的控制措施，近坝边坡出现失稳现象，极易导致大坝丧失功能，甚至有产生溃坝的风险。因此，应当充分认识到边坡稳定性分析的重要性。文章对水利工程高边坡破坏的内外因素、高边坡破坏的类型进行了简要的分析，并提出了预防边坡破坏的措施，以供相关人员参考与借鉴。

　　1 概述

　　随着社会经济的不断发展，我国的水利工程项目无论是在数量方面，还是规模上都有所增大。然而，水利工程在建设与运行的过程中，需要长期受到水流的冲击和浸泡，边坡失稳现象时有发生，并且引发了一些重大工程事故，对人们的生命财产安全造成重大损失。因此，高边坡稳定与否，已成为当前水利工程中亟待解决的问题之一。

　　2 我国水利工程边坡的特点

　　当前，在水利工程中通常将土质边坡高度大于20m或岩质边坡高度大于30m的称为高边坡。高边坡中，坡度在30°～60°称为陡坡，60°～90°的称为急坡。我国水利工程边坡的特点具体表现为以下几个方面的特点。

　　2.1 边坡工程规模大

　　从总体上看，在我国水利工程的建设过程中，边坡工程规模通常比较大。一方面，开挖边坡的高度已经从早期的百米级，发展到现如今的数百米级。另一方面，开挖边坡的体积也从数十万立方米至现在的数千万立方米。

　　2.2 边坡地质条件复杂

　　边坡地质条件的复杂性，体现在很多方面。首先，边坡的物质组成与成因比较复杂。其次，边坡的结构与构造比较复杂。最后，涉及高地应力、高地下水位等复杂作用。

　　2.3 边坡设计和施工要求高

　　受到水流的冲击与浸泡等因素的影响，水利工程中的边坡容易出现滑坡、坍塌等问题，影响水利工程的整体质量。因此，为了确保水利工程的正常运行，对于边坡设计和施工的要求都比较严格。在设计的过程中，应当分析并预测影响边坡稳定性的主要因素，并结合施工期间的实际情况，进行科学合理的施工。

　　2.4 治理措施针对性较强

　　水利工程的边坡加固处理是一项非常重要的日常维护工作，在这一过程中涉及到很多方面，因此，相应的治理措施针对性较强。在边坡开挖加固处理的措施中，有控制爆破、预加固、锚喷支护、抗滑桩、混凝土回填、固结灌浆等施工措施。

　　3 高边坡的破坏形式及变形类型

　　高边坡的破坏形式可大体分为以下三种。(1)坡体变形。当边坡所在的山体或斜坡体的工程地质条件比较差时，就会存在不良坡体或岩体结构，或者是贯通且延伸度长的不利结构面或软弱夹层。(2)坡面变形。受外界因素的影响，如冲刷、风化、剥蚀等作用下，坡面会产生一定程度的变形。(3)边坡变形。在边坡范围内，如果岩体的含水率高或者是工程地质条件比较差，都容易导致边坡出现变形。

　　高边坡的变形类型主要包括：坍塌、崩塌、错落、滑坡以及倾倒。其中，坍塌多表现为边坡的局部坍塌。崩塌在边坡的变形中大部分属于局部变形，主要分为节理面崩塌、滑动崩塌以及倾倒崩塌。错落主要是指边坡体出现垂直下错的现象。根据滑体的物理性质，可将滑坡分为岩质滑坡和土质滑坡两种主要类型。

　　4 影响边坡稳定性的因素

　　在水利工程的建设与运行过程中，影响边坡稳定性的因素包括许多方面。其一，地质构造是影响边坡稳定性的重要因素之一。地质构造在一定程度上决定着断层的性质以及节理裂隙的性状。如果边坡的地质构造比较差，那么将会严重危害边坡的稳定。其二，水文地质条件会影响边坡的稳定性。地下水可以让岩体产生软化现象，从而降低岩体的强度，与此同时，受到重力荷载的作用，下滑力进一步增大，最终导致了边坡出现失稳现象。其三，降水能够对边坡的稳定性产生一定的影响。当雨水浸入到边坡体后，会使岩体或土质体的含水率有所提高，最终降低了岩体的抗剪强度。当岩土体接触面之间的抗滑稳定性受到影响时，边坡体就会出现滑坡现象。其四，地形地貌也是边坡失稳的一个重要因素。如果边坡的形态和规模不符合水利工程的施工要求，那么在边坡的顶部通常会产生一定的张应力，或者在边坡的坡脚处引起剪应力。受这些作用的影响，边坡的稳定性会有所降低。其五，人为因素同样会在一定程度上影响边坡的稳定性。在水利工程的施工过程中，如果选用爆破等方法进行开挖时，易使边坡土受到一定程度的扰动，进而影响其稳定性。

　　5 高边坡加固处理措施

　　5.1 混凝土抗滑结构

　　首先，混凝土抗滑桩是一种较为常见的加固形式。在实际操作过程中，通常将抗滑桩桩长的1/3～1/4埋于滑坡面以下的完整基岩或稳定土层中。有利于减小下滑力，从而阻碍滑坡体的下滑趋势。要想取得更好的防滑效果，还应当及时灌入砂浆，使得混凝土抗滑桩和周围岩土体具有整体性。采用抗滑桩能有效降低工程处理费用，并且对于治理正在活动的浅层或中层滑坡的效果较为明显。因此，在边坡处理技术中，混凝土抗滑桩的应用比较广泛。

　　其次，采用混凝土挡墙来进行水利工程边坡加固处理也较为常见。混凝土挡土墙的结构较为简单，主要由墙体组成，利用自身的重量阻碍下滑体的下滑力从而有效地改变滑坡体的受力平衡，防止滑坡体继续变形。在施工过程中，只要合理设计挡墙的位置和高度，就可以对高边坡起到很好的加固效果。与此同时，为了有效避免水对墙体造成侵蚀，并且削弱挡墙上的静水压力，应当在挡墙后设置排水孔。

　　最后，沉井也能起到防止边坡下滑的作用。然而与混凝土抗滑桩和挡墙相比，沉井的结构更为复杂。在施工过程中，沉井可大致分为四个施工环节，即场地平整、制作沉井、沉井下沉以及封底。其中，场地平整和制作沉井属于准备环节，而施工的重点和难点在于沉井下沉和封底。在沉井下沉时，要求沉井必须要完全达到设计要求的强度后才能开始下沉，并在下沉过程中注意纠正其方向，在封底时最好一次成功，以免沉井内出现渗漏。

　　5.2 锚固技术的应用

　　锚固技术是一种以拉应力为主要作用力的加固技术，可以通过锚杆或锚索等构件来承载工程应力，并将该应力传递到土层等其他部位，从而减轻工程应力。运用锚固技术对边坡进行加固主要包括锚固洞加固、锚喷混凝土护坡两种方式。其中，锚喷混凝土护坡是依靠一定的冲击速度喷射而成，它的使用费用比采用钢结构低，而且强度更高。在施工的过程中，如果配合上锚杆，还可以在一定程度上减少土方开挖量和水泥用量。由于能够起到良好的经济效果，因此，锚喷混凝土护坡的方法较为常用。

　　6 结束语

　　当前，随着我国水利工程建设规模的不断增大，边坡高度也有所增加，并且复杂性逐渐增大。因此，对边坡加固技术的要求也越来越高。为了提高水利工程的整体建设质量，保障水利工程的安全运行，应当采取科学合理的加固治理措施提高边坡的稳定性，从而保证边坡加固效果。文章首先描述了我国水利工程边坡的特点以及高边坡的主要破坏形式和变形类型，通过分析影响边坡稳定性的主要因素，探讨了高边坡的主要加固处理措施。

　　作者：马忠芬 来源：科技创新与应用 2016年32期