邊坡穩定性是水利水電工程中常見的問題。邊坡的穩定性直接決定著工程建設的可行性，影響著工程的建設投資和安全運行。
我國已有數十個水利水電工程在施工過程中出現邊坡失穩，如天生橋二級水電站廠區高邊坡、漫灣水電站左岸壩肩高邊坡、安康水電站壩區兩側高邊坡、龍羊峽水電站下遊虎山邊坡等。這些邊坡的處理不僅耗費大量資金，而且延誤工期，已成為我國水利水電工程建設中的嚴重問題，有些邊坡工程甚至成為制約工程進度和成敗的關鍵。三峽、龍灘、李家峽、小灣、拉西瓦、金平等壹批在建和擬建的大型骨幹水電站都存在嚴重的高邊坡穩定性問題。其中，三峽庫區滑坡10處，下遊拉西瓦水電站左岸700m高的巨型潛在不穩定山體，龍灘水電站左岸傾倒蠕變總量10萬m3。
高邊坡的地質結構往往比較復雜，影響滑坡的因素很多。因此，在與滑坡災害作鬥爭的過程中，我國廣大水電技術人員不斷總結經驗教訓，積極開展科技攻關，總結出壹套水電高邊坡勘察、設計和施工的新技術，成功治理了天生橋二期、漫灣、李家峽、三峽、小浪底等工程的高邊坡。
壹、混凝土抗滑結構的應用
壹種混凝土抗滑樁
抗滑樁能有效、經濟地治理滑坡，特別是在滑動面傾角較緩的情況下，在邊坡治理工程中得到了廣泛的應用。例如，天生橋二級水電站在5438+0986+00年6月確定廠房下山壩址後，在5438+01438年6月廠房西坡開始大規模開挖，開挖爆破和施工生活用水影響誘發面積約40000㎡，厚度約25 ~ 40m，總滑動量約148。開始時平均滑動速度為每天2mm，到第二年2月底，每天的位移將達到9mm。如果繼續開挖而不采取任何工程處理措施，預計雨季到來時會發生大規模滑坡。因此，采用了抗滑樁等壹套治理措施。
廠房滑坡體上布置兩排抗滑樁，584m標高處1排，597m標高處平臺上1排。樁間距6m，樁深25 ~ 39m。樁中心錨固深度為65438+總深度的0/4，截面尺寸為3m×;。4m，15kg/m輕軌設置為受力鋼筋，回填200 #混凝土。每根抗滑樁的抗剪強度為12840kn。17樁全部完成後，可承受滑坡體總滑動推力218280kn。第壹批抗滑樁來自1987。第二批抗滑樁施工在1987 ~ 1988枯水期完成。
抗滑樁開挖深度達到3 ~ 4m後，在井壁上噴射30 ~ 40 cm厚的混凝土。巖體井壁采用錨網噴支護，噴射混凝土厚度為10 ~ 15 cm。給局部滑坡加鋼支撐。抗滑樁開挖至設計要求深度後，進行鋼筋綁紮和軌道吊裝。
混凝土澆築采用水下混凝土配合比，由攪拌站拌制，混凝土罐車直接運入倉內，澆築厚度控制在每小時1.5m以內，特別是滑動面上下4m，要求井內進行機械振搗。澆築至距井口5 ~ 7m時，要求分層振搗。每個井口配備兩個溜槽，溜槽長度為10 ~ 14m，管徑為25cm。抗滑樁的建成對防止樁後邊坡起到了有效的作用。
抗滑樁是安康溢洪道邊坡穩定的主要手段。平臺上設置9根直徑為1m的鋼筋混凝土抗滑樁，標高為263m。每根樁穿過幾個棱柱體，最深35m，樁頂嵌入泄洪渠底板。為了不幹擾平臺外基坑的施工，用大口徑鉆機鉆樁體，孔壁完整，進度快，兩個月就完成了。這9根抗滑樁分兩種工況考慮:溢洪道未形成時，抗滑樁視為彈性地基上的懸臂梁，不考慮樁外滑面上上部巖體的阻力；溢洪道建成後，抗滑樁樁頂嵌入溢洪道底板，此時考慮滑坡的滑動力。
抗滑樁混凝土標號為r28250，鋼筋為φ 40二級鋼。抗滑樁於1982 1月施工，3月完成後，基坑繼續開挖，邊坡上各棱柱體的基腳陸續露出。同年6月165438+10月，在fb75、f22斷層組成的棱柱體下邊坡根部爆破開挖後，發現263m高程平臺上沿fb75、f22斷層及7號抗滑樁外側有小裂縫，且裂縫不斷擴大。21天後，7號抗滑樁外側fb75~f22棱柱體滑落，依靠7號抗滑樁支撐。
混凝土沈井
沈井是壹種混凝土框架結構，其施工壹般可分為若幹段。在滑坡工程中，它不僅起到抗滑樁的作用，有時還起到擋土墻的作用。
天生橋二級水電站第壹樞紐左壩肩下遊邊坡在二期工程壩基開挖澆築過程中，於6月1986和2月1988兩次出現沿覆蓋層和部分巖基順層滑動。滑坡長80m，寬45m，高差35m，最大深度9m，體積約20,000m3。為避免1988洪水後左導墻及護坦基礎開挖時滑體復活，確保基坑施工安全，經對左岸邊坡整體穩定性分析，決定在坡腳實施以沈井抗滑為主，護坡排水為輔的綜合治理措施。
沈井的結構設計是根據沈井的受力狀態、基坑的施工條件和沈井的場地布置來確定的。沈井結構平面呈“天”字形，井壁和地下連續墻厚度主要由滿足下沈重量決定。井壁上部厚80厘米，下部厚90厘米；厚；橫向隔墻厚度50cm，隔墻底部高出葉片踏板面1.5m，便於操作人員在井底自由通行。沈井深度為11m，分為4、3、4m三段。
沈井施工包括場地平整、沈井制作、沈井下沈和填芯四個階段。
鑿井采用人工開挖，人工清渣，簡易設備運輸。在下沈過程中，應及時控制和糾正防斜問題。合理的開挖順序是:先開挖中間，再開挖四邊；先挖短邊，再挖長邊。沈井就位後，清理基礎面，設置φ25錨桿(錨桿間距2m，深度3.5m)，然後澆築150混凝土封底，最後用100毛石混凝土填芯。
沈井工程自建成以來，歷經多年考驗。目前頭坡穩定，沈井在邊坡穩定中的作用明顯。
三混凝土框架和噴射混凝土護坡
混凝土框架對滑坡表層邊坡起保護作用，增強邊坡的整體性，防止地表水滲透和邊坡風化。框架護坡具有結構輕巧、材料消耗低、施工方便、適用範圍廣、排水方便以及與其他措施相結合的特點。
天生橋二級水電站滑坡治理采用混凝土護面框架，分為兩種類型。滑動面附近的框架，其節點上有穿過滑動面的長錨桿，是節點位於彈性地基上、受力集中的框架體系；短錨桿設置在遠離滑動面的坡框節理處，與壹定範圍內的強風化邊坡形成壹個整體。
下山堡滑坡北段強風化邊坡骨架為50×；對於節點中心50cm、2m的方形框架，節點處有兩種錨桿:550~560m標高的邊坡，滑面以上節點處設置φ36、φ32、長12m的砂漿錨桿，565~580m標高的邊坡處設置φ28、6m的砂漿錨桿，相應的框架配筋為8φ20、4φ20。框架要求在坡面上挖深30cm、寬50cm的溝槽，部分埋入坡面，並填充表土與種植混合，形成草本植被的永久性護坡。
在巖性較好的地段，可采用錨桿和噴射混凝土護坡。
四面混凝土擋土墻
混凝土擋土墻是邊坡治理工程中最常用的方法，它能有效地改變滑坡的應力平衡，阻止滑坡的變形擴展。
1986年6月，天生橋二級水電站下山堡工程選址確定前，由於持續暴雨(降雨量達到91.2mm)，550m高程泥層以上巖體滑移10 cm以上，584m高程平臺出現三條裂縫，其中最長壹條長55m，寬2.2cm，向下2cm。為此，采取了在550m標高處澆築50余m長混凝土擋墻，並進行錨桿支護等措施。
天生橋二級水電站廠房高邊坡頂部設置混凝土擋土墻，防止古滑坡復活。部分邊坡采用漿砌塊石加固，並在坡腳設置混凝土防護墻，高度為680米..
漫灣水電站邊坡工程中，還采取了澆築混凝土擋土墻、漿砌石擋土墻、混凝土反切割等措施，對邊坡工程進行綜合治理。
五個錨孔
漫灣水電站邊坡工程中，采用了64個不同截面的錨孔，形成了很大的抗剪強度。左岸邊坡滑坡前，2m×;已經完成；有18個2m截面的小錨孔，每個孔可承受9000kn的剪力。此外，回填地質勘探孔會增加壹些剪切力。因為錨固孔有壹定的傾斜度，防止了混凝土與孔壁結合的可能性。同時，孔樁復合結構的受力條件遠比傳統懸臂結構合理，有望提供更大的抗力。
二、錨固技術的應用
采用預應力錨索進行邊坡加固，具有不損傷巖體、施工靈活、速度快、幹擾小、受力可靠、作用力積極等優點。此外，邊坡巖體抗壓強度高，在天生橋二期、漫灣、銅街子、三峽、李家峽等工程邊坡治理中得到了廣泛應用。
漫灣水電站邊坡工程中，采用1000kn級錨索1371、20根1600kn級錨索、859根3000kn級錨索、21根6000kn級錨索，均為粘結式內錨頭預應力錨索，采用後張法施工。預應力錨索由錨索體、內錨頭和外錨頭組成。內錨頭采用純水泥漿或砂漿制成，1000kn時長度為5 ~ 6m，3000kn時長度為8 ~ 10m，6000kn時長度為10 ~ 13m。外錨頭為鋼筋混凝土結構，與基巖接觸面的壓應力控制在2.0mpa以內
為提高錨索受力均勻性，漫灣工程建設單位設計了小型千斤頂，采用“單次成組張拉”的方法，如3000kn錨索，19鋼絞線，每組3根，7次張拉；37根6000kn錨索共張拉10次，不僅簡化了操作程序，而且提高了錨索的受力均勻性。補償張拉時，錨索可以用大千斤頂整體張拉(如3000kn錨索)，也可以用單根錨索分組繼續張拉(如6000kn錨索)，不會影響錨索的受力均勻性。
小浪底工程廣泛采用的無粘結錨索具有明顯的優勢。其鋼絞線大多有防腐油和護套保護，可反復張拉。施工時，內錨頭和鋼鉸線周圍的水泥漿壹次性註入，凝固後再張拉，減少壹道工序，提高工效，但其價格相對較高。
在高邊坡施工過程中，為了保證開挖和錨固同步施工，需要縮短錨索施工時間，盡快對巖體施加預應力，以加快工程進度，保證邊坡的穩定。為此，結合八五計劃，在李家峽水電站高邊坡開挖過程中，成功地將1000kn預應力錨索快速錨固技術應用於工程中。室內和現場試驗表明，n-1註漿體和y-1混凝土的配合比能夠滿足1000kn預應力錨索的設計技術指標，預應力施加時間由常規的14 ~ 28d縮短為3 ~ 5d。這壹成果對於及時加固蠕變和松散的高邊坡巖體具有重要的現實意義，充分體現了“快”
三峽永久船閘主體高邊坡工程規模之大、技術難度之高，在國內外邊坡工程中均屬罕見。加固過程中采用了噴射混凝土、掛網錨桿、系統錨桿、鉆排水孔、設置排水孔、采用3000kn預應力錨索等綜合治理措施，其中3000kn雙錨束1924為國內首創。系統設計3000kn級預應力錨固梁1229根，孔深22.1 ~ 56.4 m，主要分布在南北坡直墻、地下連續墻墩頭及上下相鄰段。南北坡垂直墻分兩排布置，水平排距10 ~ 20m，孔距3 ~ 5m。第壹排距墻頂8 ~ 10~20m，第二排距底板20m左右，均跨越兩側山體排水隧道。地下連續墻墩頭布置三排，排距10m，孔距3.5 ~ 6.4m，第壹排距墻頂10m。另外，動態設計3000kn預應力錨固梁695對，孔深16 ~ 66m，主要布置在中墩閘室和豎井內。錨固束有無粘結和有粘結兩種，其結構主要由錨固束和內外錨頭組成。由於錨索采取對拉錨索的形式，內錨頭置於山體中的排水廊道內，所以內錨頭不再是註漿錨端，而是置於廊道內的墩頭錨或雙向施加拉力的預應力錨。這種加固方法將排水和錨固結合起來，減少了約占錨索長度1/3 ~ 1/4的內錨固段。這是壹種理想的加固形式。
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