梨园水电站念生垦沟特大堆积体滑坡治理.pdf

第 3 9卷第 7期 2 0 1 3 年7月 水 力 发 电 梨 园 水 电 玷 愈 生 垦 特 大 堆 积 体 滑 坡 治 理 贺旭 东 ( 云南金沙江 中游水 电开发有 限公 司，云 南昆明 6 5 0 2 2 8 ) 摘要 ：梨 园水 电站念 生垦沟堆积体滑移规模大 、速度快 、时间久 ，治理过程 中的施工难度极 大。采 取压 载、快速 钢板 桩、抽排水等措施快速止滑 ，采取卸载、排水 、抗滑桩 、锚拉板等措施永久 治理 。各测点监测数据呈收敛状态 ， 日变形率趋 于零 ，治理思路和方法卓有成效 ，取得 了良好 的效果 。 关键 词 ：堆积体 ；卸载 ；排水 ；抗滑桩 ；锚 拉板 ；梨 园水 电站 La n d s l i d e Tr e a t me n t o f Ac c u m u l a t i o n Bo d y i n Ni a n s h e n g k e n Ra v i n e o f Li y u a n Hy d r o p o we r S t a t i o n HE Xu d o n g ( Yu n n a n J i n s h a Ri v e r Hy d r o p o we r De v e l o p me n t C o ， L t d ， K u n mi n g 6 5 0 2 2 8 ， Yu n n a n , Ch i n a ) Ab s t r a c t =T h e a c c u mu l a t i o n b o d y i n Ni a n s h e n g k e n R a v i n e o f L i y u a n Hy d r o p o w e r S t a t i o n t a k e s p l a c e a l a r g e - s c a l e , h i g h - s p e e d a n d l o n g - d u r a t i o n l a n d s l i d e T h e t r e a t me n t o f l a n d s l i d e i s mo r e d i ff i c u l t T h e l o a d i n g , f a s t s t e e l - s h e e t p i l e a n d p u mp i n g a n d d r a i n a g e a r e u s e d t o s t o p s l i d e q u i c k l y ， a n d u n l o a d i n g , d r a i n a g e , a n t i - s l i d e p i l e a n d a n c h o r - p u l l e d p l a t e a r e u s e d a s p e r ma n e n t t r e a t me n t me a s u r e s T h e mo n i t o r i n g d a t a o f e a c h me a s u r e p o i n t a r e c o n v e r g e n c e a n d t h e d a i l y d e f o r ma t i o n r a t e s t e n d t o z e r o T h e t r e a t me n t i d e a s a n d me t h o d s a r e e f f e c t i v e a n d t h e t r e a t me n t h a s a c h i e v e d a g o o d r e s u l t Ke y W o r d s ： a c c u mu l a t i o n b o d y ； u n l o a d i n g ； d r a i n a g e ； a n t i - s l i d e p i l e ； a n c h o r - p u l l e d p l a t e ； L i y u a n Hy d r o p o we r S t a t i o n 中图分类号 ： T V 5 5 4 1 3 ( 2 7 4 ) 文献标 识码 ： A 文章编号 ： 0 5 5 9 9 3 4 2 ( 2 0 1 3 ) 0 7 0 0 2 7 0 3 1 工程概述 梨 园 水 电 站 念 生 垦 沟 堆 积 体 位 于 坝 前 右 岸 宽 缓 沟谷 中 从 前 缘 至后 缘 呈 长“ 喇 叭 ”形 分 布 ，主沟 高 程 1 5 0 01 6 9 0 i n，平 均 地 形 坡 度 约 1 2 。，长 约 1 2 0 0 1T I 。 宽 4 0 0 5 0 0 I T I 。 堆 积 物 厚 度 一 般3 0 6 0 IT I ， 约 1 7 0 0 x 1 0 4 In 。 1 6 9 0 In 高 程 以 上 分 左 、右 耳 ， 左 耳 变 形 高 程 至 1 8 0 0 I n， 长 约 2 8 0 1 11 ， 宽 5 0 2 0 0 In，厚 度 一 般 2 0 5 0 IT I ，约 1 4 0 x 1 0 In ：右 耳 变 形 高 程 至 1 8 5 0 I n， 长 约 5 3 0 i n，宽 5 0 1 8 0 In 厚 度 一 般 3 0 5 0 In 约 1 6 0 x 1 0 4 i n 。 堆 积 体 成 分 复 杂 基 覆 界 面 是 从 几 米 至 3 0 4 0 In 不等 的残 积 层 ，为粘 土 质砾 和粘 土 质 砂 。 中上 部 为 第 四 系 冲积 、洪积 、坡 积 、崩 积 、滑坡 堆 积 和 冰 碛 物等 混合 堆积 物 ，透水 层 和相对 隔水 层 交错 分 布 ， 局 部有 丰 富的滞 水带 存在 ，对 堆积 体稳 定极 为 不利 。 沟 内分层 布 置有 多条 永 久及 临 时施 工 道路 下 部 布置 一 临 时 弃渣 场 ，前 缘 临江 部 位 布 置有 导 流 洞 明渠 ，后 部 1 6 9 0 In 高 程 平 台布 置 施 工 临 时 营 地 。 2 0 0 8年 6月沟 内项 目陆 续施 工 ，2 0 0 8年 8月开 始从 1 6 9 0 I n高 程 至前 缘 陆续 出现 了不 同程 度 的变 形 和 滑 移 ，范 围逐渐 扩大 至整个 堆 积体 ，速率 逐渐加 快 。 2 治理措施 2 1 快速 止 滑 堆 积体 下部 导流 明渠工 期 紧张 ，需 在 2 0 0 9年 前 基 本 完成 对 该 堆积 体 的治 理 。为 此 ，建 设 者采 取 了 大 量 紧急 措 施 止 滑 ， 以便 使 滑 移 速 率 尽 快 降 下 来 ， 为 实施 大规 模永 久治 理措施 创 造条件 。 2 1 1 压 载 滑 移 主 要 原 因 是 导 流 洞 明 渠 开 挖 导 致 整 个 堆 积 体 切脚 引 起 抗 滑力 下 降 。 因此 ，最 有 效 最 直接 的快 速 止 滑 措 施 是 在 明 渠 部 位 回 填 土 石 料 压 脚 。 共 回 填 压 脚 方 量 约 1 0 0万 I n ，效 果 明 显 。 2 1 2抽 j j 水 治 坡先 治 水 ， 由于该 堆 积体 滑 移 速率 大 水 平 收稿 日期 ：2 0 1 2 0 9 0 3 作者 简介 ：贺 旭东 ( 1 9 7 O ) ，男 ，湖南 临湘 人 ，高级 工程 师 主要从事 水电站设计及 工程建设管理 工作 e r P o u w V o 1 3 9 N o 7豢 水 力 发 电 2 0 1 3年 7月 排 水 孔 成 孔 困 难 ，永 久 排 水 洞 也 因 时 间 关 系 不 能 立 即成 洞发 挥作 用 。 为降 低地 下 水 位 ，在 地下 水 较 多 的堆积 体 中部打井 抽水 ，抽 排堆积 体 内的水 。 2 1 3 卸载 结 合永 久卸 载要 求 ，同 时在 堆积 体 上 、中部 和 中 下 部 进 行 削 方 减 载 。 其 中 在 高 程 1 5 4 3 1 5 8 0 1 1 1 之 间 减 载 7 5 6 3万 1 1 3 。 ， 在 1 5 8 0 1 6 9 0 1T I 之 间 减 载 2 3 1 2 8万 m ，共 卸 载 3 0 6 9万 m ， 大 大 减 小 了 下 滑 力 ，减 缓 了滑移速 率 ，并通 过开挖 减薄 堆积体 厚度 ， 为 后 续 抗 滑 桩 和 锚 索 施 工 创 造 条 件 。 2 1 4小型钢 管桩 、钢轨 桩 分 别 在 中 部 区 域 高 程 1 6 7 0、 1 6 5 0 i n平 台 实 施 能 够 快速 施 工 、快 速发 挥作 用 的小 型钢 管桩 和钢 轨 桩 其 中 ，在 1 6 7 0 1T I 平 台 实施 1 7根 直 径 8 0 0 mm 和 3 9根直 径 l 0 0 0 H i m 的 钢 管 桩 及 1 6组 、每 组 南 l 6根 T 字 钢 组 成 的 组 合 钢 轨 桩 ；在 1 6 5 0 1T I 平 台 实 施 1 6根 钢 管 桩 和 9组 组 合 钢 轨 桩 。 以 上 快 速 止 滑 措 施 效 果 明 显 ， 在 实 施 后 半 个 月 至 2 0 0 9年 4月 底 ，堆 积 体 滑 移 速 度 迅 速 降 至 毫 米 级 为后续 大规模 永 久治理 措施 的实施 创造 了条 件 。 2 2永久抗 滑治 理 2 _ 2 1 排水 地下 排 水 系统 由排 水 洞 及 洞身 排水 孑 L 组 成 ，分 别 在 堆 积 体 上 部 1 7 6 4 12 1高 程 ， 中 部 1 6 3 0 1 2 1及 1 6 1 0 m高程 和下部 1 5 4 2 m 高程 布置 了 4条地 下排 水 洞 ，总 长 约 2 1 2 3 m。 在 各 层 排 水 洞 内 向 上 设 置 辐 射状 系统排水 孑 L ，排 距 3 m，每 排 3孑 L ，同时沿排水 洞轴 线从 地 表 向下 打设 +1 6 8 mm 排水 孔幕 与排 水洞 连 通 ，水 平 间 距 5 1T I ，明 显 渗 水 处 加 密 ， 内 置 塑 料 肓 沟 共 设 置 3 6 3个 、总 长 约 1 4 8 9 6 1D _ 的排 水 孔 。 由 地 下 排 出 的 地 下 水 最 终 通 过 地 表 排 水 沟 排 入 金 沙 江 。 地 表 排水 系统包 括 坡 面截 排 水 沟 和排 水孔 。为 防止雨 水 渗入 堆 积体 ，沿 堆积 体外 缘 周 边设 置 截水 沟 ，在 堆积 体 内部 设置 纵横 向地表 排水 沟 ，地 表 截 、 排 水 沟长 约 4 8 0 0 m。沿堆 积 体 各 级 卸 载 形 成 的 边 坡 坡 脚部 位 和 渗水 部 位成 排 设 置 +1 6 8 mm 大孔 径 深 排水 孑 L，孑 L 深 约 6 0 m，间距 5 1 0 m，局 部 渗 水 处 加 密 ， 内设 塑 料 盲 沟 ，共 设 置 了 2 5 6个 、 总 长 约 1 5 3 6 0 I T I的排水 孔 ，将 堆 积体 内部 地 下水 引排 出 ， 并通 过地表 排水 沟排 入金 沙江 。 2_ 2_ 2 支挡 念 生垦 沟 堆 积体 长度 大 、高差 大 、厚 度 大 、方 量 大 、含 水 量 大 ，导 致 总 下 滑 力 巨 大 ， 由 于 导 流 明 渠 的开挖 导致 堆 积 体切 脚 引起 抗 滑力 减 少 ，必 须 布 置 大 量 的支 挡措 施 来提 高 抗 滑力 ，主要 支 挡措 施 包 括 抗 滑 桩 和 锚 拉 板 。 孽 强 ， r l b u ： e r 9 7 抗 滑 支 挡 主 要 分 3级 进 行 ， 即 分 别 在 前 缘( 导 流 明渠 右侧 l 5 1 0 1 5 3 l m高 程之 间)、中部 水位 变 动 区( 1 6 0 0 1 6 4 0 m 高 程 之 间 ) 和 上 部( 1 6 9 0 1 7 8 0 m高 程之 间 )布置 了 3层支 挡措施 。 2 2 2 1 抗 滑 桩 扰 滑 桩 以 机 械 桩 为 主 ，人 T 挖 孑 L 桩 主 要 布 置 在 上 部 1 6 9 0 1 T I 高 程 平 台 ，作 为 左 、右 耳 的 支 挡 措 施 。 ( 1 )前 缘 明渠 右 侧 1 5 1 0 m 高程 平 。 1 、2期 共 设 置 2排 1 0 6根 钢 筋 混 凝 土 抗 滑 桩 。 其 中 ， 1期 第 1排 7 4根 沿 明渠右侧 全长( 整个 堆 积体 前缘 滑动 区 域 )布 置 ；2期 在堆 积 体 左侧 滑 移 最 大 处 即 主滑 区 前 缘 布 置 第 2排 3 2根 ， 与 l期 桩 轴 线 平 行 布 置 于 其后 。采 用 圆形 机 械造孔 ，直径 2 2 m，桩身 高 3 0 4 8 I n，深 入 基 岩 1 3 1 6 IT I f 约 1 3桩 长 1 ，顶 部 没 连 系梁将 所有 桩连 为一个 整体 ，第 2排 3 2根也 通 过连 系 梁 与第 1排 联 合受 力 。前 排 每 根抗 滑桩 上 部 设置 3根 3 0 0 0 k N 级 压 力 分 散 型 预 应 力 锚 索 ，锚 索 穿 过 堆积 体锚入 基岩 ，长度 一般 为 5 O 7 0 I T I 。 ( 2 ) 中 部 1 6 0 0 1 T I 高 程 平 台 。 1期 在 l 6 0 0 I T I 高 程 平 台左侧( 滑 移最 大 处 )边 坡 坡脚 处设 置 1排抗 滑 桩 4 1根 ，2期 设 置 2 4根抗 滑桩 ，与 1期 桩轴 线 平 行 布 置 于其 前 。3期 在 1 6 0 0 m 高 程 平 台 堆 积体 右 侧 部 位 设 置 3 6根 抗 滑 桩 ，将 1 、2期 未 包 括 部 位 涵 盖 。 采 用 圆形 机 械 造 孔 ，直 径 2 2 I T I ， 桩 身 高 2 6 5 0 IT I ，深 入 基 岩 1 0 1 8 i n ( 约 1 3桩 长) ，2排 桩 均 利 用 连 系梁 连 为一 个 整体 联合 受 力 每 根 桩设 置 2根 2 0 0 0 k N 级 压 力 分 散 型 预 应 力 锚 索 锚 索 穿 过 堆 积 体 锚 入 基 岩 长 度 一 般 为 5 0 7 0 i n 。 ( 3 ) 上 部 1 6 9 0 r f l 高 程 平 台 。 该 部 位 主 要 系 对 左 、右 耳 牵 引 滑 动 区 进 行 支 挡 ，人 工 挖 孔 桩 为 主 。 其 中 。 1期 布 置 在 1 6 9 0 m 高 程 平 台 右 耳 根 部 8根 、 左 耳 根 部 5根 3 rex 5 IT 1 人 工 挖 孑 L 桩 由 于 1期 施 1 二 时 间 主 要 在 2 0 0 9年 ， 堆 积 体 蠕 动 变 形 一 直 未 停 止 ， 人工 挖孔 桩 施 工 过程 中桩 身 变形 较 大 严 重 影 响施 工 安 全 。 因 此 ，右 耳 8根 桩 入 岩 3 5 1 1 1 后 被 迫 浇 筑 混 凝 土 ，抗 滑 效 果 不 明 显 。2 0 1 0年 以 后 ，右 耳 部 位 变 形一 直 未完 全 收敛 。在 3期 治 理 中 ，对 右 耳 进行 了 加 强 。考 虑 到 施 T 主 要 在 汛 后 进 行 其 时 变 彤 已 较 小 ，施 工安 全有 保 证 ，仍 然 采用 人 工挖 孔 桩 ，在 原 挖 孔 桩 后 侧 平 行 增 设1排l 1根 半 埋 式 人 工 挖 孔 桩 断 面 3 rex 6 1T I 桩 身 长 l 6 5 5 5 i n，入 岩深 度 4 5 1 6 1T I 不 小 于 1 4桩 身 长 度 ， 桩 顶 用 连 系 梁 连 为 整体 ，每 根桩 顶部 设 置 2根 3 0 0 0 k N级 压 力分 散 型 预 应 力 锚 索 ，长 6 0 7 0 1T I 。 2 2 2 2 锚 拉 板 ( 1 )前 缘( 导 流 明 渠 右 侧 ) 。 分 别 在 2级 边 坡 即 第 3 9卷第 7期 贺旭东： 梨园水电站念生垦沟特大堆积体滑坡治理 1 51 0 8 1 5 2 1 5 m 高程 之 间 和 1 5 2 1 5 1 5 3 1 5 m 高 程之 间设 置锚 拉 板 ，利用 水 平 板 、桩 顶 连 系 梁将 锚 拉 板 和 抗 滑 桩 连 为 整 体 ， 在 板 上 按 间 排 距 4 m 布 置 2 0 0 0 k N级 预应 力 锚 索 3 3 7根 ，长 约 5 0 7 0 m，锚 人 基 岩 。 ( 2 )中部( 水位变 动区) 。分别在高程 1 6 0 0 - 1 6 2 0 i n、 1 6 2 0 1 6 4 0 m 的 2级 边 坡 设 置 锚 拉 板 在 边 坡 坡 脚 利用 桩 顶 连 系 梁 与 1 6 0 0 m 高 程 的抗 滑 桩 连 为 整体 在板 上 按 问排距 4 m 布置 2 0 0 0 k N级预 应力 锚 索 2 7 9根 ，长 约 5 0 7 0 m，锚入 基岩 。 ( 3)上部( 右 耳部 位 ) 。 在 高程 1 7 6 0 1 7 8 0 m 设置 锚 拉板 在板 上按 间 排距 4 m 布置 2 0 0 0 k N级 预 应力 锚索 5 5根 长约 3 0 4 0 m，锚 入基 岩 。 3 治理效果 该 堆 积 体 自 2 0 0 8年 8月 开 始 滑 移 到 2 0 0 9年 4 月 开始 大规 模 治理 ，再 到 2 01 1年 8月 3期 治理 结束 至今 前后 历 时 4年 1 0个 月 ，其 中治 理时 间 近 2年 半 ，期 间 经 过 明 渠 开 挖 、 暂 停 开 挖 、 回填 压 脚 、恢 复 开 挖 以及 2 0 0 9年 、2 0 1 0年 、2 0 1 1年 和 2 0 1 2年 4 个 汛 期 的 考 验 ， 前 缘 导 流 明 渠 过 流 已 超 过 3年 。 该 堆 积体 经 过 了局部 小范 同变 形到 滑移 速率 逐渐 加快 ， 直 至 堆 积体 整 体 急 速滑 移 ，后在 采 取 快 速止 滑 措 施 后 滑 移 逐 渐 减 缓 ， 随 后 经 过 1 、2、 3期 近 2年 半 的 治 理 。 目前 ，各 测 点监 测 数 据呈 收 敛 状 态 ， 日变 形 率 趋 于 零 。这 说 明 念生 垦 沟 堆 积体 已完 全稳 定 ，各 项 治 理 措 施 发 挥 了应 有 的 作 用 。 4 几点思考 4 1 提 高认 识 ，加 强勘 察 ，做 好预 控 西南 高 山峡 谷地 带 的缓 坡 台地 或 冲 沟谷 口，多 是 由冲 、洪 积 物 或 崩坡 堆 积 物组 成 ，应 充分 认 识 到 其 稳 定 不 利 的 一 面 。笔 者 就 多 次 遇 到 暴 雨 引 起 的 泥 石流 或 类 似念 生 垦 沟 因人 工 扰 动发 生 的边 坡 滑移 等 地 质 灾 害 。 在 勘 察 设 计 阶 段 应 加 强 勘 察 调 查 ，对 其 周 边 环 境 、成 因 、组成 、性 状 等进 行 仔 细 研究 ，对 其 稳 定 性做 全 方 位 的计 算 和 评估 ，不 要 轻 易扰 动 或 布置 建 筑物 确 实 因条 件 限 制 或结 构 布 置需 要 改 变 其原 状 时 ，应 充 分 预估 施 工 可 能 引起 堆 积 体抗 滑 力 不足 或 其他 条 件 改 变( 如 暴 雨 、振 动 等 )影 响其 自 身 的稳 定性 ，应 预 先按 等 效 替 代原 则 ，采 取工 程 措 施 维 持 其原 有 抗 力 或 清 除其 不 利条 件 ，而 不是 等 到 滑 移 或 泥 石 流 发 生 后 再 去 治 理 。 由 于 滑 面 产 生 后 堆 积 体 摩 擦力 急 剧 减 小 引起 抗 滑力 急 剧 下 降 ，加 之 巨 大 的惯性 作 用 ，抗 滑治 理 成 本也 将 大 为 增加 ，念 生 垦 沟 堆 积体 滑 移 就 是一 个 很 好 的教 训 。对 于类 似 念 生 垦 沟堆 积 体 这种 成 分 复杂 、地 下水 丰 富 、结 构 松 散 的 堆 积 物 应 特 别 提 高 警 惕 。 4 2 根 据滑 移特 点进 行有 针对性 的治 理 念 生 垦 沟堆 积 体 量 大 、滑 移速 率 快 、延 续 时 间 长 加 之 工 期 紧 张 ，需 要 在 较 短 时 间 内 取 得 治 理 效 果 ，加 之其 成 分 复杂 、地下 水 丰富 ，给 施 工带 来 不 小 的难 度 。根 据其 特点 进行 有 针 对性 的治 理 ： 为 快 速止滑进行 的压脚 、排水 等 ，为后 续治理创 造 了条 件 ； 人 工 挖 孔 桩施 工 难 度 高 、进 度慢 、安 全风 险 大 。主 要部 位 不 能采 用 人 工挖 孔 桩 ，而是 采 取施 工 快 捷 、安全 的机 械桩 ； 调查 渗 水 部位 ，进 行有 针 对 性 的 排水 ； 分期 治 理 确保 明渠 开挖 ， 以保证 整 个工 程 工期 和工 程 永久 运 行 安 全 ： 分级 治 理 确保 上 、中 、下各 部 位 安 全并 利 于施 工 布 置 ； 通 过认 真模 拟 计算 ，采 取 有 针对 性 的 卸 载 以最 有 效 降低 下 滑 力 。 4 3对锚拉 板 和排水 的 作用探 讨 锚 拉 板 是 边坡 治 理 中增 加 抗 滑力 的一 种 主要 手 段 ，在 各 种 边 坡 治 理 中 大 量 应 用 。 由 于 念 生 垦 沟 堆 积体 成分 复杂 、地 下水 丰 富 、结构 松散 、颗 粒 细小 ， 且锚 索 长度普 遍在 5 0 m 以上 ，很容 易 因堆积体 蠕变 而 使锚 拉 板 产生 相 对 移 动 ，从 而导 致 锚索 失 效 。 因 此 应 确 保 锚 拉 板 尽 量 和 抗 滑 桩 布 置 在 一 起 并 连 为 一 体 共 同受 力 。本 工 程 中 。在 l 5 1 0 8 1 5 3 1 5 r n高 程 之 间靠 近 导流 洞 进 口部 位 的 部分 锚 拉板 就 因未 能 与 抗 滑 桩 连 为 整 体 而 失 效 。 治 坡 先治 水 ，排水 对 于 滑坡 治 理作 用 很 大 ，念 生 垦 沟堆 积体 能 够 快 速止 滑 ，与采 取 的 多种 排 水措 施 关 系很 大 。但 由于 念生 垦 沟 堆 积体 透水 体 和 隔水 层 交错 ，周 边 山体 渗 水通 道 难 以 完全 调查 清楚 ，排 水 孔堵 塞 严 重 ，稳 定 计算 及 治 理 时排 水措 施 主 要考 虑 其前 期 快 速止 滑 的 作用 ，后 期永 久 治理 则 主 要将 其 作为 安全储 备 ，并要 求 定期维 护 。 5 结语 目前 ，念 生 垦 沟 堆 积 体 总 体 稳 定 ，治 理 思 路 和 方 法 卓 有 成 效 。在 治 理 过 程 中 所 采 取 的 压 脚 、 卸 载 、排 水 、抗 滑 桩 、锚 拉 板 等措 施 均 是边 坡 治 理 的 主要 方 法 ，对 其 他 类 似 滑 坡 治 理 有 一 定 的借 鉴 意 义 。希 望 其 他 工 程 建 设 者 遇 到 类 似 问 题 、类 似 边 坡 能 够 采 取 针 对 性 的应 对 措 施 ，确 保 工 程 安 全 、 经 济 。 参考文献 ： 1 黄熠辉 ，高雅 芬 ，熊立刚 龙开 口混凝土重力 坝右坝头 边坡处 理措施 J 水力发 电，2 0 1 1 ，3 7 ( 8 ) ： 1 8 2 0 ( 责 任编 辑杨健 ) W ea e r P o w e r V o 1 3 9 N o 7圈