高山窄谷拱坝崩塌型边坡处理方法与流程

本发明属于对高山窄谷拱坝崩塌型边坡加固处理方法。

背景技术：

80%高山窄谷位于灰岩、白云岩、砂页岩等沉积岩地区，其中60%窄谷拱坝修建在灰岩、白云岩窄谷。窄谷拱坝岸坡一般很陡，河谷完全呈V型，一般窄谷被冲蚀，窄谷岸坡常在70～80°度，甚至一定高度范围内呈倒坡。窄谷拱坝的谷底，有时因急剧冲蚀而形成深槽，这种深切峡谷往往容易形成顺坡的卸荷松弛，较大的边坡变形，甚至潜在崩塌和滑坡。加之施工期爆破影响、运行期泄洪过程局地强溅水区或水汽在峡谷中不易消散，水汽上升形成强降雨，水流沿崩塌型边坡结构面入渗，造成崩塌型边坡构造运行条件恶化，增加崩塌型边坡失稳破坏的可能性，威胁结构安全，堵塞河道，影响洪水下泄，故对岸坡很陡的高山窄谷拱坝两岸崩塌型失稳边坡处理须引起足够重视。

为了查明崩塌型边坡地质情况，往往在地质勘察过程中需在不同高程设置地质勘察洞，描述崩塌型边坡地质条件，根据经验或现场试验取得相应岩体及结构面地质力学参数，裂隙切割深度、卸荷深度、地下水情况、构造填充物物理、化学参数等。由于崩塌型边坡外部地形陡峭，修建临时道路也困难重重，施工难度大，风险高，所以崩塌型边坡岩体内部开凿的地质勘察洞及交通洞成为到达崩塌型边坡结构面的唯一途径。根据崩塌型边坡的实际情况，地勘交通洞采用“扁螺旋”形式沿崩塌边坡从低至高螺旋上升，地勘交通洞布置需满足除渣要求，施工交通要求。地勘交通洞可以和坝基灌浆平洞结合，在坝顶高程处进洞，与大坝交通结合。

由于山高坡陡，无阶地及台地，基本无施工道路到达崩塌型边坡岩体，常规的预应力锚固方案，沿边坡搭设脚手架，岩石钻孔，浇筑外锚头、高空穿索，施工处理方案难度极大，费用高，施工风险大；且大面积预应力施加，恐改变危岩体原状受力状态，造成崩塌型边坡次生破坏，威胁施工期安全；同时由于河谷狭窄，大面积边坡处理与基础开挖作业面干扰，施工场地紧张，影响施工进度。

技术实现要素：

本发明提供一种高山窄谷拱坝崩塌型边坡处理方法，以解决由于外部常规锚固体系对崩塌型失稳边坡处理时存在的：施工场地受到地形限制，施工条件恶劣，施工干扰大的问题；以及常规锚固处理方案实施难度大，施工风险高，还可能带来预应力锚固次生破坏的问题。

本发明采取的技术方案是：包括下列步骤：

（一）根据地形、地质情况初步确定崩塌型边坡裂隙面位置，根据裂隙面的位置布置地质勘察洞，布置地质勘察洞同时考虑后续崩塌型边坡处理方案，使地质勘察洞还能用作崩塌型边坡内部处理的抗剪、拉锚洞，根据地质勘察情况及计算分析确定抗剪、拉锚洞数量，在满足地质勘察任务要求的前提下，同时为后续加固提供必要条件；

（二）由于高山窄谷的崩塌型边坡沿铅直方向分布范围较大，故在进行崩塌型边坡处理过程中需要布置多层抗剪、拉锚洞，在崩塌型边坡内部布置施工交通洞，用于地质勘察和后续抗剪、拉锚加固的交通，施工交通洞布置成“扁螺旋”形式；

（三）所述抗剪、拉锚洞采用城门洞形，靠近交通洞侧宽度2.0m，高2.5m，在距离边坡外表面2~3m处，抗剪、拉锚洞宽度2.0m，高2.5m，在距离卸荷裂隙面3.0m处，抗剪、拉锚洞断面为宽度2.0m，高2.0m，抗剪、拉锚洞沿洞线方向成“K”形，能更好的发挥锚固作用；抗剪、拉锚洞顶部及侧墙布置拉锚钢筋一，底板跨卸荷裂隙带布置拉锚钢筋二，每侧延伸长度不小于3.0m，与拉锚钢筋相交布置分布钢筋，在交通洞内以仰角15度钻设φ100排水孔，排水孔穿过卸荷裂隙深度不小于1.0m，抗剪、拉锚洞顶顶拱120度范围内布置回填灌浆系统，该回填灌浆系统包括内径1英过加填灌浆管和排气管；

（四）通过回填灌浆系统向抗剪、拉锚洞内回填混凝土，用水泥浆液回填灌浆,水灰比0.5，灌浆压力0.2Mpa，形成抗剪、拉锚体。

本发明所述“扁螺旋”交通洞断面采用城门洞型，断面宽4.0m，顶拱半径2.0m，侧墙高2.0m，“扁螺旋”交通洞盘旋上升，交通洞断面满足除渣运输设备交通要求，交通洞综合纵坡≤10%，最大纵坡≤7%，并设置通风设施，交通洞中心线回转半径≥11m。

本发明采用的崩塌型边坡内部抗剪、拉锚体的加固方法，达到了对崩塌型边坡的加固目的，避免了常规崩塌型边坡外锚固体系加固施工难度大、风险高、投入大、施工干扰和次生破坏的问题，解决了高山窄谷拱坝及其类似工程的崩塌型边坡处理的难题；崩塌型边坡内部“扁螺旋”交通洞，解决了施工期水平和垂直交通的同时，运行期可以作卸荷裂隙面排水通道，卸荷面渗水可自流排出，降低卸荷裂隙面渗压，改善崩塌型边坡运行条件，利于边坡稳定。

本发明在进行崩塌型边坡处理过程中，充分利用岩体内部开凿的交通洞、地质勘察洞，对崩塌型失稳边坡进行抗剪、拉锚加固处理，很好的解决了崩塌型边坡外部交通开凿的难题，降低施工难度、规避施工风险、降低工程造价，同时避免了施工场地布置紧张和施工干扰的问题。

附图说明

图1是本发明“扁螺旋”交通洞及抗剪、拉锚体三维示意图；

图2是本发明抗剪、拉锚洞的结构示意图，图中尺寸单位以cm计；

图3是图2的A-A剖视图。

具体实施方式

包括下列步骤：

（一）根据地形、地质情况初步确定崩塌型边坡裂隙面位置，根据裂隙面的位置布置地质勘察洞，布置地质勘察洞同时考虑后续崩塌型边坡处理方案，使地质勘察洞还能用作崩塌型边坡内部处理的抗剪、拉锚洞1，根据地质勘察情况及计算分析确定抗剪、拉锚洞数量，在满足地质勘察任务要求的前提下，同时为后续加固提供必要条件；

（二）由于高山窄谷的崩塌型边坡沿铅直方向分布范围较大，故在进行崩塌型边坡处理过程中需要布置多层抗剪、拉锚洞1，在崩塌型边坡内部布置施工交通洞2，用于地质勘察和后续抗剪、拉锚加固的交通，施工交通洞布置成“扁螺旋”形式；

（三）所述抗剪、拉锚洞1采用城门洞形，靠近交通洞侧宽度2.0m，高2.5m，在距离边坡外表面2~3m处，抗剪、拉锚洞宽度2.0m，高2.5m，在距离卸荷裂隙面3.0m处，抗剪、拉锚洞断面为宽度2.0m，高2.0m，抗剪、拉锚洞沿洞线方向成“K”形，能更好的发挥锚固作用；抗剪、拉锚洞顶部及侧墙布置拉锚钢筋一3，底板跨卸荷裂隙带布置拉锚钢筋二4，每侧延伸长度不小于3.0m，与拉锚钢筋相交布置分布钢筋5，在交通洞内以仰角15度钻设φ100排水孔6，排水孔穿过卸荷裂隙深度不小于1.0m，抗剪、拉锚洞顶顶拱120度范围内布置回填灌浆系统7，该回填灌浆系统包括内径1英过加填灌浆管8和排气管9；

（四）通过回填灌浆系统向抗剪、拉锚洞内回填混凝土，用水泥浆液回填灌浆,水灰比0.5，灌浆压力0.2Mpa，形成抗剪、拉锚体10。

本发明所述“扁螺旋”交通洞断面采用城门洞型，断面宽4.0m，顶拱半径2.0m，侧墙高2.0m，“扁螺旋”交通洞盘旋上升，交通洞断面满足除渣运输设备交通要求，交通洞综合纵坡≤10%，最大纵坡≤7%，并设置通风设施，交通洞中心线回转半径≥11m。

本发明崩塌型边坡内部抗剪、拉锚体的加固方案，达到了对崩塌型边坡的加固目的，避免了常规崩塌型边坡外锚固体系加固施工难度大、风险高、投入大、施工干扰和次生破坏的问题，解决了高山窄谷拱坝及其类似工程的崩塌型边坡处理的难题；崩塌型边坡内部“扁螺旋”交通洞，解决了施工期水平和垂直交通的同时，运行期可以作卸荷裂隙面排水通道，卸荷面渗水可自流排出，降低卸荷裂隙面渗压，改善崩塌型边坡运行条件，利于边坡稳定。