彭家?guī)r水電站壓力管道滑坡治理技術(shù)

李文欽

（重慶市綦江區(qū)水務(wù)局，重慶 401420）

彭家?guī)r水電站位于綦江左岸一級(jí)支流郭扶河中游，為水庫(kù)有調(diào)節(jié)引水式電站，裝機(jī)2×800kW。電站設(shè)計(jì)水頭155.77m，設(shè)計(jì)流量1.4m3/s，引水渠長(zhǎng)2.5km，前池至廠房壓力管道長(zhǎng)296m，單根鋼管聯(lián)合供水，管徑750mm。電站施工過(guò)程中敷設(shè)壓力管道的坡面發(fā)生滑坡，對(duì)已經(jīng)建成的壓力管道造成了較大破壞。通過(guò)地勘和設(shè)計(jì)，對(duì)滑坡進(jìn)行了治理。本文主要總結(jié)該電站壓力管道滑坡治理的工程技術(shù)措施。

1 滑坡情況

彭家?guī)r水電站地區(qū)處于四川盆地東南緣，位于近南北向的平行褶皺帶內(nèi)、篆塘背斜與中峰寺向斜之間的轉(zhuǎn)變地帶，地質(zhì)條件較復(fù)雜，地層屬朱羅系上統(tǒng)蓬茱鎮(zhèn)組，泥巖中夾多層砂巖。

壓力管道坡面呈4級(jí)凸凹形，起伏明顯，緩坡坡度角約20°，陡坡約40°，局部陡坎達(dá)60°～70°，上下高差達(dá)160m。

滑坡發(fā)生在3#至4#鎮(zhèn)墩段，滑坡地段地面坡度較陡。為坡積土層推移式滑坡，滑坡體長(zhǎng)97m、寬128m，厚5～10m，平均厚約7m，總方量8.7萬(wàn)m3。大量崩坡積物堆積在滑坡體后緣。

滑坡使壓力管道鎮(zhèn)支墩產(chǎn)生變形、位移而嚴(yán)重破壞，16根鋼筋混凝土灌注樁支墩全部被推斷，3#鎮(zhèn)墩被推移約1m，4#鎮(zhèn)墩漿砌條石體多處拉裂且最大裂縫開(kāi)口寬度達(dá)0.5m。壓力管道滑坡現(xiàn)場(chǎng)情況如圖1所示。

2 滑坡成因

施工活動(dòng)是滑坡形成的外在因素。施工中絞車(chē)條石基礎(chǔ)墩及運(yùn)送至主廠房的建筑材料、設(shè)備荷載在滑坡體后緣加載，以及管道開(kāi)挖施工對(duì)天然土體的破壞等影響，形成了壓力管道滑坡的潛在外因。

降雨和滲漏水活動(dòng)是產(chǎn)生壓力管道滑坡最主要的誘發(fā)因素。在滑坡發(fā)生前的12天內(nèi)降雨7天，降雨量191mm，其中有4天連續(xù)降雨，降雨量82.5 mm。由于未及時(shí)完善排水溝體系，致使大量雨水入滲滑坡體內(nèi)，使土體潮濕軟化，降低了土的強(qiáng)度，增加了土體的容重，導(dǎo)致土體逐漸達(dá)到飽和狀態(tài)，土體與基巖面間的摩擦系數(shù)減小，從而誘發(fā)了滑坡。

3 治理措施

對(duì)滑坡段進(jìn)行綜合治理的基本方法是：完

圖1 壓力管道滑坡現(xiàn)場(chǎng)情況

圖2 壓力管道滑坡段縱剖面圖

1）排水體系

首先搶修完善排水溝體系，攔截地表水避免入滲滑坡體內(nèi)，同時(shí)盡可能減少施工用水，避免渠道滲漏水入滲滑坡體內(nèi)。

2）卸荷減載

將滑坡體上用作絞車(chē)基礎(chǔ)的干砌條石墩立即運(yùn)離滑坡區(qū)域，對(duì)推移式滑坡體后緣進(jìn)行卸荷減載，同時(shí)滑體前緣不得隨意減重。

3）錨索擋土墻

為避免在雨季中繼續(xù)滑坡危及廠房安全，在滑坡體前緣建成預(yù)應(yīng)力錨索鋼筋混凝土板樁擋土墻，全長(zhǎng)80 m的擋土墻對(duì)滑坡體起到了應(yīng)急穩(wěn)定作用。

4）鎮(zhèn)支墩重建

由于滑坡體內(nèi)部的應(yīng)力調(diào)整，在一定時(shí)期內(nèi)，還可能產(chǎn)生小量蠕動(dòng)變形，也會(huì)危及在建滑坡體內(nèi)鎮(zhèn)支墩的安全穩(wěn)定，故本工程鎮(zhèn)支墩的重建設(shè)計(jì)除考慮受常規(guī)的管重、水重、溫度變形等產(chǎn)生的作用力外，還考慮一定滑坡力的影響。

3#鎮(zhèn)墩重建方案：由于鎮(zhèn)墩基巖面埋藏較深，若將鎮(zhèn)墩基礎(chǔ)面置于基巖面上，不僅開(kāi)挖量較大，而且開(kāi)挖中極易引起鎮(zhèn)墩以上滑坡土體復(fù)活。為避免再次發(fā)生局部滑坡，將鎮(zhèn)墩建基面提高置于滑坡體上，呈階梯布置，設(shè)6根Φ100 mm鋼筋混凝土灌注樁支承鎮(zhèn)墩設(shè)計(jì)荷載，灌注樁長(zhǎng)5m，下端深入基巖約2m，樁頂與鎮(zhèn)墩連成整體。為進(jìn)一步增強(qiáng)鎮(zhèn)墩的整體穩(wěn)定性，在3#鎮(zhèn)墩上游左右兩側(cè)各打Φ130 mm錨筋孔2個(gè)，錨筋孔傾斜角30°，深度分別為2×12m和2×13m，每個(gè)錨筋孔中插入4根Φ22mm鋼筋，灌漿后錨筋連接墩體和地基。

4#鎮(zhèn)墩重建方案：鎮(zhèn)墩建基面置于滑坡界面以下的砂質(zhì)泥巖基礎(chǔ)，墩體的外部為漿砌條石結(jié)構(gòu)，內(nèi)部包裹壓力鋼管彎頭部分為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。由于鎮(zhèn)墩墩體較高，高度11.21m，在各種力的綜合作用下，鎮(zhèn)墩所受合力產(chǎn)生偏心，墩體上游側(cè)出現(xiàn)拉應(yīng)力，為此在鎮(zhèn)墩的四角各布置直徑Φ400mm、單根長(zhǎng)7m的鋼筋混凝土灌注樁，樁基深入砂質(zhì)泥巖弱風(fēng)化層內(nèi)，樁的上部與鎮(zhèn)墩體聯(lián)成整體。

支墩重建方案：鑒于滑坡時(shí)原有灌注樁支墩已全部被毀，整治設(shè)計(jì)根據(jù)地質(zhì)鉆探資料和滑坡界面，重新布置灌注樁支墩，即單樁直徑Φ400mm，樁距4.86m，樁深7～9m，樁基嵌入基巖2m。為避免樁頂成為自由端，增強(qiáng)了支墩灌注樁的強(qiáng)度與剛度，采取通過(guò)一根鋼筋混凝土縱向地梁將12#～16#灌注樁頂串聯(lián)起來(lái)，并與3#鎮(zhèn)墩連成整體，又通過(guò)一根鋼筋混凝土縱向地梁將17#～19#灌注樁頂串聯(lián)起來(lái)并與4#鎮(zhèn)墩連成整體。

4 結(jié)語(yǔ)

彭家?guī)r電站區(qū)域地質(zhì)條件較復(fù)雜，在其初設(shè)報(bào)告和上級(jí)審批文件中均對(duì)此作了強(qiáng)調(diào)和要求。工程建設(shè)中由于建設(shè)單位對(duì)可能發(fā)生的滑坡地質(zhì)災(zāi)害沒(méi)有引起足夠重視和采取必要的防范措施，從而導(dǎo)致了該工程滑坡事故的發(fā)生。

目前，隨著國(guó)家大力發(fā)展綠色清潔水電能源政策的積極實(shí)施，私營(yíng)業(yè)主投資小水電建設(shè)方興未艾。為節(jié)省建設(shè)投資，許多私營(yíng)業(yè)主往往忽視或輕視電站地質(zhì)勘察和治理工作，在工程建設(shè)中由此產(chǎn)生的安全或質(zhì)量事故時(shí)有發(fā)生，應(yīng)引起行業(yè)主管部門(mén)的高度重視，督促業(yè)主嚴(yán)格執(zhí)行基本建設(shè)程序，確保電站安全建設(shè)、可靠運(yùn)行，以充分發(fā)揮水電站的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

[1]劉啟釗. 水電站[M]. 北京: 中國(guó)水利水電出版社, 2006.

[2]SL281-2003 水電站壓力鋼管設(shè)計(jì)規(guī)范[S]. 北京: 中國(guó)水利水電出版社, 2003.