庫岸加固

庫岸加固

庫岸加固是指採用截、排、堵、引、護等多種方法對庫岸進行加固,防止庫岸出現滑坡和崩塌等破壞。對庫岸進行加固需要考慮坡度、岩性、坡體結構、降雨量、人為活動、地質條件、庫水位變化、岩土力學性質、植被覆蓋等因素的影響,根據庫岸實際情況,選擇合適加固方案。

簡介

水庫依河流山川而建,庫岸地質條件複雜,加上受降雨、庫水及地震等因素的影響,容易產生滑坡和崩塌。庫岸加固是指通過利用力學有關性質和一些加固方法(如打抗滑樁、抗滑擋牆和灌漿)提高庫岸穩定性和安全係數,防止庫岸出現崩塌和滑坡等破壞,避免影響水庫的正常運行和造成經濟財產損失。庫岸加固的方案的選擇必須有針對性和選擇性,要遵循有所為有所不為的理念,貫徹及早發現、預防為主、加強監測、因地制宜、綜合治理的基本原則。如開展庫岸滑坡防治來進行庫岸加固時,從以下幾點進行:

1、選擇庫岸滑坡治理措施時,應針對滑坡體的未來工作狀態,科學合理選定岩土體力學參數進行穩定計算分析。考慮到水庫庫岸滑坡點一般都交通不便且治理施工難度大,選定治理方案時要充分考慮施工條件,選擇成本低、便於實施的治理對策。

2、在滑坡區或潛在滑坡區進行工程建設時,應先治坡,後建設。位於滑坡區範圍內的建築物基礎宜採用樁基礎或樁錨基礎,使建築物荷載能夠直接傳遞到滑床內的穩定地層中,避免因為人為建設造成庫岸滑坡。為了減少削坡減載外運土石方,可結合造地,將削坡土石方堆存在滑坡體前緣或擋土牆後形成平台,以利滑坡體的穩定。

3、對危害工程設施安全和人身安全,短期內難以查清的滑坡,可分期進行治理,優先選擇易實施、見效快的地面及地下排水、消坡減載、壓坡載入等措施和方法作為應急工程進行處理,先穩住滑坡,再構造其他永久工程進行處理。 應針對導致滑坡滑移的主導因素進行治理,採取有針對性的相應工程處理措施。當水為主要誘因時,應以排水為主,輔以支擋措施;切割坡腳導致的牽引式滑坡,應以支擋為主,輔以排水、減重等措施;推移式滑坡的主滑段、牽引段宜優先採用削坡減載、拆除已有建(構)築物,阻滑段採用壓坡載入,輔以支擋、排水等措施。

4、庫岸滑坡治理宜早不宜遲,宜在水庫建設期尚未蓄水前進行,蓄水後對涉水邊坡治理難度會增大很多。工程施工時宜安排在枯水季或誘發因素弱的期間進行,並儘可能少擾動滑坡體,施工過程中應加強滑坡體動態監測。

加固方法

水是引起水庫庫岸失穩的最主要因素之一,由於水的作用,導致庫岸岩土體物理力學參數改變。水對滑坡體的影響主要表現為兩個方面:一是直接影響,即庫岸土質浸水後強度下降;另一是間接影響,即水位上升造成浸水滑面上有效應力減少或抗滑阻力減少,導致蠕滑復活或加速過程中滑帶土強度隨剪下變形產生變化。治理水是庫岸的重要思路,包括截、排、堵、引、護等多種方法。

截水方法主要是在庫岸坡體可能發展的邊界 2.0~4.0m 以外的穩定地段依地形變化趨勢設定截水溝,攔截庫岸滑坡體以外的地表水進入庫岸滑坡體內,避免直接沖刷庫岸坡體。

排水方法是在滑坡區域範圍內充分利用自然地形,開挖明溝、明槽,形成網狀暢通的排水系統,減少雨水下滲和表層沖刷。

引水方法是將庫岸坡體內的積水庫岸或滑坡體外進入體內的地下水(包括承壓水等)通過盲溝、盲管、排水孔等引出滑坡體內或阻止其進入滑坡體內。

堵水方法是用黏性土、水泥漿等防滲材料堵塞庫岸坡體內或周邊的土體裂縫,減少地表水(包括雨水、生活水等)滲入庫岸坡體內。

護坡防沖刷包括生態措施和工程措施。生態措施主要有植樹、植草等;工程措施包括漿砌塊石護面、乾砌塊石護面、噴混凝土護面、格線護面、拋石護面或在水流較急、沖刷嚴重地段修築丁壩改變水流流向,以防止地表水對滑坡坡面沖刷或江河水流對滑坡體坡腳的沖刷。

阻滑件對阻止滑坡岩石體層面間滑動作用效果明顯,主要是在滑帶或滑面處設計混凝土結構件,阻止滑坡體沿滑帶或滑面處滑動。

錨固方法是通過安設在岩土層深處的受拉桿件而起作用,它的一端與工程構築物(或支擋結構)相連,另一端錨固在岩土層中,必要時對其施加預應力,以承受土壓力、水壓力等所產生的拉力,用以有效承擔滑坡體下滑力,防止滑坡體變形,維護滑坡體的穩定。

板樁是一般為兩邊有凹凸槽榫的木板,或兩邊有鎖口的槽形鋼板,成排地沉入土中,作為擋水、擋土的臨時性圍牆。用於較深坑槽、地下管道的施工,也可用鋼筋混凝土板樁作為永久性的擋土結構。板樁是深基坑開挖時的專用支護結構,在基坑開挖前將板樁打入土中,基坑開挖後,靠板樁來抵抗水平向土壓力及水壓力。為保持其穩定,可在板樁的適當高度設定支撐或拉錨。鋼板樁由於強度高,打設方便並可回收,是套用較廣泛的一種支護結構。為了減小施工對鄰近建築物的影響,降低工程造價,採用灌注排樁擋牆作為支護結構的工程也越來越多。

灌漿加固法是在墩台基礎之下,在墩台中心直向或斜向鑽孔或打入管樁,通過孔眼及管孔,用一定壓力把各種漿液(加固劑)灌人土層中,通過漿液凝固,把原來鬆散的土固結為有一定強度和防滲性能的整體,或把岩石裂縫堵塞起來,從而達到加固地基、提高地基承載力的一種加固法。灌漿加固一般可分為靜壓灌漿和高壓噴射灌漿二類。靜壓灌漿又可分為填充灌漿、裂縫灌漿、滲透灌漿和擠壓灌漿等;高壓噴射灌漿又有旋轉噴射灌漿和定向噴射灌漿之分。

支擋方法是通過支擋體來平衡滑坡體的下滑力,抵抗滑坡體的滑動,來確保庫岸滑坡的穩定安全。支擋方法很多,包括重力式擋牆、拉釘擋牆、加筋土擋牆、格構框架擋牆、“L”型懸臂擋牆、抗滑樁等。支擋結構較少破壞滑坡體植被,且能有效地改善滑坡體的力學平衡條件,是用來穩定滑坡體的有效措施之一。

滑坡與崩塌

滑坡。滑坡是庫岸破壞的主要形式之一,是岸坡蠕變的發展結果,在大部分水庫蓄水後都會發生。近壩的庫岸滑坡一旦高速滑入庫中,會激起幾十米甚至上百米的涌浪,致使庫水漫過壩頂泄向下游,損失巨大。對山區水庫來說,需高度重視近壩的庫岸滑坡。

崩塌。崩塌( 岩崩) 是峽谷型庫岸常見的破壞形式,常發生在由堅硬岩體組成的高陡庫岸地段。水庫蓄水後,由於坡腳岩層軟化或下部庫岸的變形破壞,而引起上部庫岸的岩體崩塌。

影響因素

庫岸的物質組成、結構

組成庫岸的岩土體類型直接影響到塌岸的寬度和破壞形式。顆粒細小、孔隙率大的人工填土、粉土和砂土等,在外力作用下容易產生較大範圍的塌岸,且在短時間內會造成較大的危害;物理力學性質較好的黏性土和由沉積岩風化形成的殘坡積土體,在外力作用下,較長時間內會形成寬度相對較小的塌岸;對於節理裂隙不發育、性質穩定的中等風化沉積岩,在外力誘發下不易形成塌岸。

庫岸形態及地質構造條件

庫岸形態對庫岸穩定性有重大的影響。在河水的側蝕作用下,庫岸下部岩土體會發生破壞或形成局部深槽,直至庫岸上部失穩產生滑移型破壞。庫岸坡面越陡,其下部經河水浸蝕後形成的塌岸土體部分就越大。

庫岸地質構造條件主要指庫岸岩層產狀與庫岸形態間的關係,可分為順向坡、逆向坡和切向坡。其中,順向坡變形強度最大,逆向坡次之,切向坡變形強度最小。

降水作用

庫岸的降水作用指一定時間內暴雨對岸坡穩定性的影響。大規模、持續時間長的暴雨對滲透係數較小、孔隙率大的岩土體,尤其是人工填土影響較雨水滲入土體後,使得土體由天然狀態變為飽和狀態,土體的重度增大,內摩擦角和抗剪強度降低,從而導致庫岸更易發生滑移型破壞。

庫水位的變化

庫區水位每年都要經歷一個漲落的過程,在庫水位變化的過程中,庫岸的穩定性會受到較大的影響。枯水期庫水位較低,在降雨和水庫蓄水的作用下,庫水位逐漸升高,岸坡的地下水位也逐漸升高,部分土體趨於飽和,內摩擦角和抗剪強度降低。當庫水位由洪水位降回枯水位時,庫岸土體會形成地下水位浸潤線,產生相應的滲流壓力,加之土體自身性質和空隙水壓力等的改變,庫岸穩定性進一步降低,最終發生破壞。

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