何静
广西南宁水利电力设计院
摘要：水库边坡加固的合理性直接关系着沿岸人民的生命及财产安全，应采取合理的措施对水库边坡进行加固处理。本文以具体的工程实例为背景，对该工程在使用过程中所出现的滑坡现象进行了详细的分析，并制定了合理的处理措施及处理方案，以期能够为水库边坡加固处理提供相应的借鉴作用。
关键词：水库；边坡加固；处理方案；设计
前言
水库边坡的稳定性受水库水体及外界影响较大，如外界出现不利自然状况或人为影响将会导致水库边坡失稳、坍塌，严重影响了水库的稳定性和安全性。因此采用科学合理的方法对水库边坡进行加固处理及地质条件进行分析，确定边坡加固方案，是水库边坡加固处理方案设计的重中之重。
1.工程概况
某水库坝址集雨面积 2986km2，库容量为3580×101m3，日调节库容258万m3，正常蓄水水位为194. 10m，装机容量为9500kW，是以发电功能为主，兼以农业灌溉为辅的小型水电工程。在某次强降雨过后发现部分堤岸路发生纵宽约280mm、深60- 350mm的裂缝产生，同时亲水平台产生宽度为100-150mm的纵向裂缝，局部外移4-30mm，草皮护坡开裂错动20mm左右，深度约为25mm左右。相关人员发现该问题后立即对裂缝位置进行观测，经过一段时间的连续观测发现该沉陷开裂位置逐步趋于稳定，随即管理人员决定对该边坡滑坡位置进行加固处理。
2.水库边坡滑坡现象产生的原因分析
为了有效的对水库边坡进行加固处理，相关部门管理人员首先对边坡产生滑坡的原因进行了分析。经过分析得到，发生滑坡的位置处于河流冲积粉质黏土层中，滑坡前缘位于水库水位以下，滑塌体积约12360m3。原工程防洪堤的修建是在原坡面修坡后按1：2坡比进行回填土石碴的回填，滑坡体上部为填土，底部为硬塑粉质黏土或强弱风化页岩。由于在施工过程出现的岩土层软硬结合，导致可塑粉黏土与下部硬塑粉质黏土及风化炭质页岩没有很好的进行结合，出现分离面，在施工过程中分离面由于不断的受动荷载作用使接触带结构层发生了改变，为滑动面的产生埋下了隐患。同时在水库建设完成使用的过程中不断的受蓄水、放水、水位骤降以及各种动荷载额的影响，使岸坡产生动水压力，造成粉质黏土层发生液化，降低了滑体土的抗剪强度，加速了滑坡的形成。
3.水库边坡加固处理设计
（1）水库边坡加固处理的措施
1）消除水对水库边坡的影响，降低水体对水库边坡坡脚的冲刷作用。一般可以通过采用在坡脚处前缘抛石及设置防冲刷保护层的方式降低坡脚受冲刷的程度，降低坡脚处坍塌的概率。
2）合理设计滑坡体外形，设置抗滑建筑物。对于水库边坡失去坡脚支撑时发生滑坡时可以根据实际情况通过设置抗滑桩、抗滑 挡墙的方式改变坡脚的受力条件，使滑体迅速恢复稳定。对于推动式滑坡或错落式滑坡而言，由于其滑动面角度较大，可采用削坡减重的方式，减少滑坡推力，保持坡体平衡。
（2）水库边坡加固处理方案设计
根据该工程所处地理位置、气候条件及出现问题结合边坡加固处理的经验和规范要求，本文制定了如下两种水库边坡加固处理方案设计，具体如下所示。
1）根据该水库出现的滑坡宽度、深度及位置首先可以采抛填块石护脚、C15埋石混凝土垫座及M7. 5浆砌石重力式挡土墙加固的方案稳定边坡。其次，卸载沉陷开裂土体，控制裂缝的发育及坡脚抛填石块、亲水平台内侧修筑重力式挡土墙和设置埋石混凝土垫座基础的方案，将不稳定污水管、护坡等不稳定位置去除。
最后，新建混凝土垫座、重力式挡土墙及垫座基础，实现水库边坡的处理。
2）采用人工开挖的方式设置桩孔间距为4m、混凝土等级为C15、截面直径为1500mm的钢筋混凝土抗滑桩，每根桩的长度平均不得小于16m，深入土层及岩层的深度均不得少于8m且第1排孔桩布置于防洪护岸抢险道路外平台处与桩顶高程平，第2排孔桩设置在砌石挡墙外侧，桩顶标高与亲水平台顶齐平。
在两种水库边坡加固处理方案设计完成之后，应对其进行分析比较选择合理经济的方案对水库边坡进行加固处理，如表1-1所示：
表1-1 方案对比分析表
通过上表对方案1及方案2的比较可知，采用方案1对水库边坡进行加固处理更为有效，因此选用方案1作为本水库边坡加固处理方案。
4.水库边坡加固后边坡稳定性计算
（1）稳定与应力计算
1）假定条件
①根据调查资料可得水库坡体挡墙顶与该路段路面间的土体厚度 2.75m，假设该土体均匀作用与挡土墙，活荷载值取10kN/m2，则可以得到挡墙内土层荷载最大值为73. 59kN/m2；
②假设挡土墙排水系统可以有效运行；
③不考虑地震荷载的作用。
2）计算工况
①正常工况：正常蓄水位降至发电死水位；设计洪水位至发电死水位情况；
②非常工况：工程完建期无水情况。
3）荷载组合
荷截组合考虑：结构自重、水重、回填土石重、静水压力、扬压力、浪压力、土压力、路面荷载（公路II级）等不同工况下的荷载组合。
正常运用条件下荷载组合包括自重、水重、回填土石重、静水压力、扬压力、浪压力、土压力、路面荷载。正常蓄水位194. 10m，发电死水位192. 10m；20 年一遇设计洪水位196.56m，发电死水位回水位 192. 10m。
非正常运用条件荷载组合包括自重、回填土石重、土压力。正常蓄水位194. 10m，施工要求放水水位 185. 50m。
对该水库护岸挡土墙抗滑、抗倾稳定及墙底基础压力值的确定可采用堤防工程设计规范中相应公式进行计算。
4）计算成果分析
在对水库边坡加固处理假设条件及荷载组合完成之后，经计算可知加固处理后稳定计算成果如表1-2所示：
表1-2 稳定计算成果表
通过对加固后的边坡稳定性进行计算并查阅相关规范可知，方案1满足设计安全要求。
结语
本文以具体的工程案例为背景，分析了水库边坡滑坡现象产生的原因，针对该工程所出现的水库边坡滑坡现象制定了水库边坡加固处理的措施及对水库边坡加固处理进行了方案设计。
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［4］水工预应力锚固设计规范：SL212- 98[S].
论文作者:何静
论文发表刊物:《防护工程》2018年第8期
论文发表时间:2018/8/30
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