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水利工程建设过程中边坡加固的处理路径探讨

作者

马瑜

通海县河湖长制服务中心 云南 玉溪 652700

引言:

随着我国水利工程建设的快速发展,边坡稳定性问题日益突出,尤其是在山区、河谷等地质条件复杂的区域,边坡失稳现象频发,严重威胁工程安全和周边环境。边坡失稳的成因多样,包括地质构造、岩土性质、水文作用及人为施工扰动等,传统加固方法虽有一定效果,但在复杂环境下仍存在局限性。新材料、新技术的涌现为边坡加固提供了更多可能性,但如何科学选择和应用这些技术仍需深入研究,环境保护和可持续发展理念的普及,也对边坡加固技术提出了更高要求,系统探讨边坡加固的处理路径,具有重要的理论和实践价值。

1.采用预应力锚索配合格构梁进行深层滑移面加固

边坡稳定性是影响工程安全的关键因素,尤其是存在深层滑移面的边坡,其加固难度较大,预应力锚索配合格构梁的加固方式能够有效应对这一问题,借助锚索的高强度张拉作用,将潜在滑移体与深层稳定岩土体紧密连接,从而增强整体抗滑能力。格构梁作为表层支护结构,不仅能够分散锚索的集中应力,还能约束坡面岩土体的局部变形,形成“深层锚固+表层约束”的协同加固体系。相较于传统支护方式,该技术具有更强的主动加固特性,能够适应复杂地质条件,并在一定程度上减少对边坡原始结构的扰动。

预应力锚索的长度和布置方式可根据滑移面的深度和范围灵活调整,使加固方案更具针对性,格构梁的混凝土浇筑工艺成熟,施工便捷,能够与锚索系统形成良好的整体受力结构,进一步提升边坡的长期稳定性。预应力锚索与格构梁的组合加固方式需结合具体地质条件进行优化设计,例如在岩质边坡中,锚索的锚固段需深入稳定岩层,以确保足够的抗拔力,而在土质边坡中,则需考虑土体的蠕变特性,适当增加锚索数量或调整预应力值。

2.实施挂网喷混凝土护坡技术处理表层风化岩体

表层风化岩体的稳定性直接影响边坡的整体安全,而挂网喷混凝土护坡技术是处理此类问题的有效手段,该技术通过在坡面铺设钢筋网并喷射混凝土形成刚性防护层,能够有效抑制风化岩体的进一步剥落和侵蚀,同时增强坡面的整体性和抗冲刷能力。相较于传统的砌石护坡或植被防护,挂网喷混凝土具有施工速度快、适应性强、结构整体性好等优势,尤其适用于陡峭边坡或岩体破碎程度较高的区域,喷射混凝土的高压施工特性使其能够紧密贴合坡面,填补岩体裂隙,并与钢筋网共同形成复合受力结构,显著提升表层岩体的自稳能力[1]。

挂网喷混凝土护坡技术的成功应用需注重关键施工环节的质量控制,应对坡面进行彻底清理,去除松散岩块和浮土,必要时采用锚杆对不稳定岩体进行预加固,确保喷射基层的稳定性。钢筋网的铺设需与坡面保持合理间距,并通过短锚筋固定,以保证其与喷射混凝土的协同工作性能,混凝土的喷射宜采用分层作业,首层以较低压力覆盖钢筋网,后续分层逐步加压以达到设计厚度,避免回弹率过高影响材料利用率。

3.运用土钉墙支护结构增强土质边坡整体稳定性

土钉墙支护结构因其经济高效的特点,成为增强土质边坡整体稳定性的重要技术手段,该技术借助在边坡土体内分层植入土钉,并与喷射混凝土面层形成复合支护体系,能够显著提高土体的抗剪强度和整体刚度。土钉的布置通常采用梅花形或矩形排列方式,其长度和间距需根据土质参数和边坡高度进行专业计算确定。施工过程中,土钉与周围土体通过注浆形成牢固的黏结力,使原本松散的土体转变为类似重力式挡墙的加筋土结构。

土钉墙具有施工简便、对原地形扰动小、适应变形能力强等优势,尤其适用于开挖深度较大或周边环境复杂的土质边坡工程。土钉墙支护结构的实际应用效果很大程度上取决于合理的设计方案和规范的施工工艺,在前期勘察阶段,必须准确掌握边坡土体的物理力学性质及地下水分布特征,是确定土钉参数和支护结构形式的基础依据。

4.布置排水盲沟系统有效降低边坡内部孔隙水压力

合理布置排水盲沟系统是控制边坡内部孔隙水压力、提升稳定性的关键措施,利用在边坡内部设置由透水材料构成的排水网络,能够有效截排地下水,降低浸润线位置,从而减少水压力对土体结构的负面影响。排水盲沟通常采用砾石、碎石等大孔隙材料作为填充物,外包土工布防止细颗粒渗入造成淤堵,其布置走向需根据水文地质勘察结果,沿潜在滑动面或地下水渗流方向科学设计,与传统的明沟排水相比,盲沟系统具有不影响坡面景观、不易受地表活动破坏、维护成本低等显著优势[2]。

采用 Y 型、V 型或放射状等不同平面布置形式,结合边坡坡度和地层渗透特性进行优化选择,盲沟系统往往与竖向排水井、水平排水管等设施配合使用,形成立体排水体系,对于处理深层滑动隐患尤为重要。排水盲沟系统的工程效果在很大程度上取决于精细化设计和规范化施工,在设计阶段,必须基于详细的地质勘察资料,准确分析边坡的水文地质条件,合理确定盲沟的平面位置、埋设深度和断面尺寸等关键参数。施工过程中要注意材料的选择和施工质量控制,填充料的级配应符合过滤准则,土工布的渗透系数和抗拉强度需满足工程要求。

5.采用加筋土挡墙技术处理高填方边坡变形问题

加筋土挡墙技术以其良好的适应性和经济性成为控制边坡变形的有效解决方案,借助在填土中分层铺设土工合成材料,与填土共同形成复合结构体,利用筋土界面摩擦力来抵抗土体侧向变形,从而显著提高边坡的整体稳定性。加筋土挡墙的结构形式灵活多样,可根据工程需要设计为直立式、台阶式或曲面式,其筋材长度和竖向间距需通过严格的稳定性计算确定,确保各层筋材能够充分发挥加筋效果。加筋土挡墙技术具有施工简便、抗震性能好、对地基承载力要求低等突出优势,适用于处理高填方、软土地基等复杂工况下的边坡变形问题,加筋土挡墙技术的成功应用需要注重材料选择、施工工艺和质量控制等关键环节。根据工程环境选择具有足够抗拉强度和耐久性的土工合成材料,并考虑其与填土的界面摩擦特性,确保筋土协同工作效果,施工过程中填土的分层压实度必须严格控制,每层筋材的铺设应保持平整张紧,连接部位需采用可靠的搭接或连接方式。

结语:

水利工程边坡加固是一项综合性、技术性极强的工程课题,其处理路径的选择直接关系到工程的安全性和经济性,本文通过对边坡加固问题的探讨,强调了科学分析地质条件、合理选用加固技术的重要性。随着科技的进步和工程实践的积累,边坡加固技术将更加智能化、绿色化,为水利工程建设提供更可靠的保障,希望本文的研究能为相关领域的工程技术人员提供有益参考,推动边坡加固技术的创新与发展,助力我国水利事业的高质量建设。

参考文献:

[1]袁巧丽. 水利工程建设过程中边坡加固的处理路径分析 [J]. 珠江水运, 2024, (07): 127-129.

[2]刘燕. 水利工程建设过程中边坡加固的处理措施 [J]. 科学技术创新,2023, (09): 168-171.