四川港航嘉陵江金沙航电开发有限公司(四川 阆中634700)
【摘要】水电站下游沿岸往往水流湍急,湍流会对沿岸边坡进行冲刷造成损坏,尤其是在开闸泄洪和发电的时候。为减轻水流冲刷造成的损坏,往往会在边坡上施工护坡,隔绝水流对泥土边坡的直接冲击,防止水土流失。
【关键词】:新型结构;边坡防护;水电站;
一、前言
我站最早采用砼框格梁加生态袋的方式(详见图1)进行边坡防护,实践证明生态袋在植物未彻底生长起来防冲效果较差,洪水带走了生态袋,同时淘刷了原江岸土边坡,造成土地坍塌,水土流失。
原设计施工方案采用了砼框格梁2m*2m(规格为30cm*30cmC20钢筋砼,嵌入边坡10cm左右)+三维生态袋,每隔8米设计一条施工缝的方式进行护坡。施工工序为;首先整平土质坡面,在边坡底部开挖并浇筑C20混凝土防冲齿墙,齿墙尺寸为1.1*1.6m,入岩20cm。齿墙后部斜面边坡上施工框格梁,齿墙前部利用大石回填形成回填区1-1,齿墙后部边坡挖机修整,不平整及齿墙开挖部位利用砂卵石回填形成砂卵石回填区1-2,框格梁之间的格构铺设土工布层1-3、三维生态袋层1-4,框格梁顶部设有C20混凝土浇灌的路缘石台1-5。该方案好处是能够在一定程度上对边坡进行保护,且利用三维生态袋配合草籽可生长出绿色植被,边坡防护结构形成后植物与周围环境更协调,也较为美观。经过运行实践发现其缺陷是:1、抗冲能力不强,只能适合流量流速较小的地区边坡保护,嘉陵江流域每年夏季降水量大、洪水流量大,水流流速较快,加之水电站泄洪及发电水流冲刷,仅不足2年时间就将三维生态袋冲毁,部分框格梁内肉眼可见底层泥土;2、成本较高,三维生态袋人工装袋成本较高;
砼框格梁+三维生态袋方式的护坡结构示意图
图1
二、新型结构型式的研究及运用
1、本新型边坡防护结构型式研究的目的在于克服现有技术方案不足,提供一种结构稳定、防冲效果好、成本较低的一种边坡防护结构(详见图2),特别是在交通运输道路较差,商混等施工材料很难达到的江河边的施工部位优势更为明显。其技术方案如下:
1.1本防护结构型式主要为坡脚砼齿墙、钢筋砼框格梁、坡面排水管、富胶凝砂砾石填充层、坡顶截水沟组成。首先在坡脚浇筑砼防冲齿墙,然后在整平的边坡上的浇筑砼框格梁(框格梁嵌入边坡坡面10cm左右),框格梁达到一定强度后早框格梁的格构内施工富胶凝砂砾石填充层,施工富胶凝砂砾石填充层的时候在边坡上填充层内埋设排水管,水平贯穿填充层,其内端延伸至填平层内,其外端延伸至填充层外,作为排出边坡内雨水及地下水的作用,最后在边坡顶面路缘石旁施工截水沟。
1.2填平层为坡面经修整后仍出现不平的部位用砂卵石填充。填平层压实系数不小于0.9。
1.3框格梁中为C15富胶凝砂砾石填充层。填充层与框格梁表面齐平。排水管为PVC管,其内径为7.5cm。所述的排水管内端包裹有土工布。所述的排水管外端低于内端,坡度为2%。框格梁顶部如有路缘石,可与路缘石一体成型。
1.4经过多次配合比试验,富胶凝砂砾石配合比见表1。砂卵石填筑材料的选择上须保证卵石的含量及级配的连续性,最大卵石粒径小于15cm,小于5mm的细粒含量小于30%,小于0.0075mm土粒含量不小于3%,不得含杂草、树根等有机物和腐殖土,压实系数不小于0.95,砂卵石应选择含泥较少、级配相对连续、杂质较少的原状砂卵石为好。
C15富胶凝砂砾石配合比
表1 单位:kg
序号 | 项目 | 减水剂 | 引气剂 | 水 | P.0.425水泥 | 砂砾石 |
1 | C15富胶凝砂砾石 | 1.6 | 0 | 120(视开挖砂卵石的含水量可适当增减) | 200 | 2069 |
框格梁中填充C15富胶凝砂砾石护坡防护施工示意图
图2
1.5(示意图说明:2-L型齿墙;3-C15富胶凝砂砾石填充层;4-30cm*30cm,隔梁间距2m*2m框格梁;5-排水管;6-土工布;7-边坡不平处砂卵石填平层;8-框格梁顶部连接路缘石砼;9-边坡顶部截水沟)
三、框格梁加C15富胶凝砂砾石防护结构具有以下效果:
1、由于在顶部设有截水沟,当出现强降水时,高处的流水经过截水沟时便被截水沟引流至边坡末端的坡脚,这样就减少了大量来自顶部的水流冲击。同时,由于路缘石与框格梁、截水沟的结构紧密,大大减少了顶部流水对坡面渗透量,防止了因大量流水浸泡而导致的土壤松散膨胀,避免了框格梁及C15富胶凝砂砾石边坡形变;
2、施工时在坡面整平时直接利用砂卵石对坡面凹坑进行填充整平,其一是施工更容易,砂卵石在江边沿岸岸滩随处可找,直接采用,减少了材料购买费用和运费;其二是结构更稳,砂卵石填充压实后在保证结构稳定的同时还具有良好的透水效果,流水经砂卵石从排水管及时流出,避免了坡内积水而导致的土壤浸泡后松散膨胀,排水管内端包裹有土工布,能防止管道堵塞和细沙外溢;其三本填充方案不破坏边坡原本土质结构直接施工,基础更加稳定,施工也更加便捷;
3、由于填充层采用了富胶凝砂砾石填充,它是一种采用江、河边岸滩原本就存在的原状砂卵石,去除粒径大于15CM的大卵石后,通过加入一定量的胶凝材料(主要是水泥)、水,水泥;用量通过配合比试验确定(用水量可根据拌合后的富胶凝材料的塌落度适当调整),使其搅拌后的富胶凝砂砾石的试块强度达到C15砼的试块强度,施工时按照配合比试验的数据加入胶凝材料和适当的水,充分搅拌后填筑于砼框格梁内,振捣、压实,形成完整的边坡防护结构。所以它具有结构稳固、成本低廉的特点,其原因是选取江边及岸滩原状砂卵石,原材料成本非常低,运输成本也非常低 ,在确保护坡整体稳定性和防冲性的同时大幅的减少了施工成本。填充层与框格梁表面设置为齐平,能够减少顺江流水对坡面的冲击力,延长结构寿命;
4、本防护结构大量采用原地取材,减少了材料的运输成本,特别是对于一些运输条件不太好,征地施工临时道路较为困难的区域优势更为明显。
四、结束语:
本篇主要是研究砼框格梁+富胶凝砂砾石相结合的边坡防护结构型式在水利、水电工程边坡防护工程上的运用。
参考文献;
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