对于下坂地水利枢纽工程高坡积体路段路基防护研究

对于下坂地水利枢纽工程高坡积体路段路基防护研究

理论研究下坂地水利枢纽工程高坡积体路段路基防护研究2010年第2期下坂地水利枢纽工程高坡积体路段路基防护研究曹婷婷王力(1．新疆下坂地水利枢纽工程建设管理局，新疆喀什844000；2．新疆乌鲁木齐市水利勘测设计院，新疆乌鲁木齐830001)【摘要】新疆下坂地水利枢纽工程是塔里木河流域近期综合治理规划中的具有生态供水、春旱补水结合发电等综合效益的大型工程，但库区公路由于其路基几乎全部坐落于风化基岩和松散坡积体上，给施工带来了一系列问题。本文根据工程区域的地质条件，分析了库周形成高坡积体的原因，并对处于该地质条件的高线公路路基防护进行了分析和研究，并提出了具体的防护方案。【关键词】水利枢纽；高坡积体；路基；防护【中图分类号】U416．1【文献标识码】B【文章编号】1008—1305(2010)02—0044—03下坂地水利枢纽工程是塔里木河流域近期综合处理措施。通过工程措施的处理，取得了良好的治理规划中的具有生态供水、春旱补水结合发电等效果。综合效益的大型工程。工程位于塔里木河主要源流1高坡积体成因分析之一的叶尔羌河支流塔什库尔干河中下游。水库正常蓄水位2960m，总库容8．67亿m，水电站总装1．1工程区域地质概况机容量15万kW，最大坝高78m。枢纽工程建成后K10+416～K11+040段：路基通过地貌单元致使原有的塔莎简易公路大部分处于淹没线以下，为斜坡段，外边坡高度65～70m，自然边坡坡度不能通行因此而中断交通，为确保库区公路畅通，30。一33。，坡脚较缓，为20。一24。。边坡主要以促进地方经济发展，需要对处于淹没线以下简易公Q4d,坡积碎石土组成，松散杂乱，细粒含量大于路进行移线新建，即对外交通公路新建工程(以60％，厚度5～15m，=1．66／em，C=10kPa，后简称高线公路)。高线公路路线起点位于库区回‘p=25。，土石工程分级I级。路基基础位于Q坡水末端(距离314国道14kin)，高程2984．41m，积松散堆积上。路线沿塔河左岸边坡行进，终于水库左侧坝顶K21K17+980～K18+600段：路基通过地貌单元+824．415处。路线全长21．824km。在高线公路为斜坡段，路基外侧库岸边坡高度170m左右，自建设过程中，由于其所处特殊的地理环境，其路基然边坡坡度35。一38。，下部较缓，坡面平整。边几乎全部坐落于风化基岩和松散坡积体上，导致施坡表层主要为Q4al坡积碎石土，松散杂乱，细粒含工中存在一系列问题，诸如：第四系松散坡积体、量大于60％以上，透水性差，在该段路基中部内侧滑坡、危岩崩塌等，严重影响施工安全和施工进度，本文结合实际地质地形情况提出了相应的设计处理措施：削坡卸载、支挡防护、挂网喷护等工程作者简介：曹婷婷(1985年一)，女，本科，助理工程师。·44． 理论研究下坂地水利枢纽工程高坡积体路段路基防护研究2010年第2期开挖探槽揭示，厚度8～10m，最大厚度可达25m成高边坡积体。以上。rd=1．66／em，C=10kPa，=25。，土石2防护设计工程分级I级。路基基础位于Q坡积松散堆积上。2．1设计标准K20+100一K20+170段：路基通过地貌单元根据上述对该路基高坡积体成因的分析，结合为斜坡段，地形上为一冲沟，路基外边坡高度实际地形情况和相关规范要求，高线公路全线采用110m左右，自然边坡坡度35。～38。。边坡主要由三级、四级标准交叉设计。路面结构形式统一采Q崩、坡积堆积的碎石土组成，含少量块石，用：中粒式沥青混凝土面层(AC一16)+水泥稳松散杂乱，边坡中部、上部物质为碎石夹土，透水定砂砾基层+水泥稳定土底基层(基岩路段通过性差。坡角多为碎、块石组成，结构松散，透水性计算不设底基层)。全线永久性构造物均按三级标强。崩坡积厚度12～20m以上，rd=1．77／cm，C准设计，按8度地震烈度设防。=15kPa，=30。，土石工程分级Ⅱ级。路基位于2．2防护方案分析Q“崩、坡堆积的松散物质上。下坂地水利枢纽工程高线公路全线经过六处古K20+650～K20+750段：路基通过地貌单元滑坡，多处第四系松散坡积体，且有近一半的路基为斜坡段，路基外侧库岸边坡高度70m左右，自坐落在强风化基岩上，现场出现多处地质病害，根然坡度38。左右。边坡由Q“崩、坡积块、碎石据上述防护标准，对相关地质问题拟采取以下防护夹土及少量块石构成，松散杂乱，厚度约15～方案。17m，其中顶部颗粒较细粒，透水性差，下部以碎2．2．1滑坡体防护方案块石为主，透水性强，=1．77／cm，C=15kPa，由于这些滑坡体整体稳定，只是滑体局部在施=30。，土石工程分级Ⅱ级。路基基础位于Q“工开挖后不断产生滑塌，经现场查勘，共可采用削崩、坡积松散堆积上。坡卸载或移线绕行的方式进行处理。K20+907～K20+952段：该段路基位于2号、2．2．2危岩崩塌防护方案3号隧道之间，地形上为一凹槽，路基内侧基岩边沿线的基岩路基由于其强风化、节理明显、坡高陡、直立，路基外侧库岸边坡高度60m左右，裂隙极其发育，危石掉块及崩塌现象普遍，在自自然坡度38。左右。路基基础为Q崩积堆积的块重和风力作用下不断出现崩塌掉块现象，存在严石夹岩屑，库岸边坡表层部分为隧道开挖弃石渣，重的安全隐患，经多次现场查勘，对于崩塌危岩下部为Q。崩积。块石夹岩屑，块石=5～30cm，段，结合不同程度及不同部位采取了相应的防护含量约65％，厚度约40m，结构松散，透水性强，方案：清理危岩后对破碎岩面采用C20混凝土素=1．77／cm，C=15kPa，=30。，土石工程分喷或者挂网喷护，对于特别严重的局部岩面进行级Ⅱ级。路基基础位于Q。崩积松散堆积物上。喷锚。1．2成因分析2．2．3第四系松散坡积体防护方案根据上述地质概况，可以看出下坂地水利枢纽这些松散坡积体对公路造成的地质影响主要有工程高线公路路基几乎全部坐落于风化基岩和松散三种表现形式：受突发性降水或高温冰雪融水影响坡积体上。经地表地质及地震波测试钻探等手段分形成泥石流；路基以上边坡开挖后松散垮塌，影响析，这些风化基岩和松散坡积体由于卸荷、地下水路基成型和危及施工及运行安全；路基以下松散边等外力地质作用，岩体节理裂隙发育，形成破劈坡在库区蓄水后形成库区塌岸。泥石流可在施工图理。边坡堆积体由基岩、古垮塌体、现代崩滑体和设计中进行处理，实际施工过程中也可以根据实际第四纪沉积体等几种或全部组合形成。根据上述分地形情况，增设过水路面来防止泥石流对公路路基析，可认为该积体的形成属于受河流的侧向侵蚀与造成毁坏。对于路基以上的第四系松散坡积体，可动力重力地质作用而形成的破劈理，主要是岩体在通过支挡和削坡卸载来进行工程处理，即：路基左纵向上受挤压，在横向上受地壳上升、河流下切形侧边坡坡脚处设置3—4m高的M10浆砌片石挡墙·45． 理论研究下坂地水利枢纽工程高坡积体路段路基防护研究2010年第2期以稳定坡脚和降低开挖工程量。对于墙顶以上的松护)。一是采取模袋混凝土防护方案。在边坡外侧散边坡按照其自然稳定边坡1：1．25进行削坡。其采用模袋混凝土防护。模袋采用无排水点型编织布支挡构造形式可先修剪实验段，根据试验段来最终模袋，宽0．5m，为了使混凝土填后多余水分的及确定挡墙形式。时排出，编织布的渗透系数K应在1×10～一1×2．2．4塌岸体的防护方案10cm／s之间。考虑到下坂地水利枢纽对外交通(1)问题的提出。工程建成蓄水后，高线公新建工程地处帕米尔高原，属于高寒地区和高地震路几处松散的库岸边坡将受蓄水影响，形成塌岸烈度区，对混凝土强度的要求较一般地区高，根据体。这些塌岸体由于其颗粒间结构松散，坡度较陡国内相关工程经验，机灌混凝土强度要比非机灌(多在30。～38。之间)，蓄水后边坡浸水饱和，加高，因此本工程要求全部用机灌，同时考虑冻涨，之受风浪冲刷，容易产生滑弧和边坡滑塌现象，危混凝土配比采用C20F200。为保证模袋混凝土护面及路基稳定，库区的道路通行将因此受到极大影在地基不均匀冻胀、不均衡沉陷及温度收缩等产生响。而高线公路在主体工程建设、农牧民出行以及的裂缝条件下仍能正常地工作，在每条模袋混凝土战略上有着重要的作用，为确保畅通则必须对库区中配置一根中14钢筋、并保证施工到位。通过塌岸段落进行工程防护处理，以防止因库岸滑塌而计算可以满足抗冰推作用，不需要再配制结构筋。中断交通。二是采取浆砌片石框架结合干砌片石护坡方案。但(2)方案的比选。库区部分塌岸段落，如有该方案防护高度较高，在护坡设计中考虑到用混凝移线条件，建议通过向内移线的措施，让路基坐土面板防护投资较高且施工难度大，同时由于工程落于基岩或抗冲抗压能力较强的冰碛层之上。如不所在片石材料储量丰富，因此用砌石作为护坡类具备移线条件可采用放缓外边坡使其达到水下稳定型。为适应沉降、排水、考虑采用框架结构内干砌坡率的方式来防止产生滑弧，具体为在外侧进行帮片石护坡。框架采用M10浆砌片石。两方案技术填，同时为防止因波浪冲刷造成边坡垮塌，需在已比选如表1所示。达到稳定水下边坡外侧采取防护措施(库岸防表1技术比选方案对照表名称施工难度工期可靠性后期维护适应基础变形能力模袋混凝土容易较短可靠维修养护困难困难，容易因沉降出现裂缝浆砌框架干砌片石一般较模袋混凝土长可靠维修养护容易适应变形能力强的一个问题。新疆下坂地水利库周所形成的高坡积3防护设计效果体对高线公路路基防护施工产生较大影响。本文结通过方案比选，本着节约工程投资，降低工程合工程区域地质条件，提出了防护方案。基于此方施工难度的原则，最终确定采用放缓塌岸段水下边案，下坂地水利枢纽高线公路的施工取得了较好的坡结合浆砌框架干砌片石护坡措施对塌岸防滑处效果。理。该防护方案的实施，有效解决了库周高坡积体参考文献路段路基防护所面临的工程地质问题，为工程的顺利进行奠定了坚实的基础。[1]公路工程技术标准(JTGB01-2003)[s]．[2]钱德玲．土力学．北京：中国建筑工业出版4结语社，21309．高坡积体是水利枢纽工程库岸处理时常会遇到·46·