在水利水电建筑工程的建设历程中,边坡防护技术承担着守护山川壁垒的重任,它关乎着工程的稳定性、安全性以及周边生态环境的可持续性。无论是大坝的坝肩、引水渠道的两侧,还是水电站厂房的周边山坡,边坡的稳固与否直接影响着整个水利水电设施的正常运行与使用寿命。
边坡防护技术首先需要对边坡的地质条件进行精准勘查与评估。这其中涵盖了岩石的种类、结构、强度,以及土体的类型、含水率、孔隙比等众多因素。例如,在一些山区水利水电工程中,边坡可能由花岗岩、砂岩等岩石组成,这些岩石的节理裂隙发育程度、风化程度会极大地影响边坡的稳定性。若岩石节理密集且风化严重,在雨水冲刷、地震等外力作用下,容易发生崩塌、滑坡等地质灾害。对于土体边坡,如粉质粘土、砂质土等,其抗剪强度较低,在饱水状态下更是如此,容易出现溜坍现象。基于详细的地质勘查结果,才能制定出科学合理的边坡防护方案。
锚杆支护是边坡防护中常用的有效手段之一。锚杆通过钻孔植入边坡岩体或土体中,将不稳定的岩土体与稳定的地层紧密相连,从而提高边坡的整体稳定性。在锚杆的设计与施工过程中,需要精确计算锚杆的长度、直径、间距以及锚固力等参数。例如,在某水电站的高陡岩石边坡防护中,根据岩石的力学性质和边坡的高度,设计了长度为 6 - 10 米、直径为 25 毫米的锚杆,间距控制在 2 - 3 米,采用高强度的锚固剂确保锚杆的锚固力达到设计要求。锚杆安装完成后,能够有效限制岩土体的位移,增强岩土体的抗拉和抗剪能力,防止边坡发生浅层或深层的滑动。
锚索支护则适用于高陡且对稳定性要求极高的边坡。锚索由高强钢丝或钢绞线制成,其长度可达数十米甚至上百米,能够深入到稳定地层深处。锚索一端固定在边坡坡面,另一端锚固在稳定岩层中,通过施加预应力,对边坡产生主动的支护作用。在大型水利枢纽工程的坝肩高边坡防护中,锚索的预应力可根据边坡的受力情况设定在几百千牛到数千千牛不等。锚索支护不仅能够提供较大的锚固力,还能有效控制边坡的变形,特别是对于存在较大推力的边坡,如因山体自重或构造应力产生的推力,锚索能够起到很好的平衡作用,确保边坡在长期运行过程中保持稳定。
除了锚杆和锚索支护,坡面防护也是边坡防护技术的重要组成部分。坡面防护主要目的是防止雨水冲刷、风化以及表面岩土体的剥落。常见的坡面防护方法有喷射混凝土防护、浆砌片石防护和植被防护等。喷射混凝土防护能够快速封闭坡面,增强坡面的抗冲刷能力。在一些岩石风化严重的边坡,喷射厚度为 8 - 15 厘米的混凝土层,可有效阻止岩石进一步风化,保护边坡的完整性。浆砌片石防护适用于坡度较缓、水流冲刷较严重的边坡,通过砌筑片石形成防护层,能有效抵抗水流的侵蚀。而植被防护则具有良好的生态效益,在边坡上种植草籽、灌木等植被,植被的根系能够固着土壤,减少水土流失,同时植被还能吸收雨水、调节局部小气候,促进边坡生态环境的恢复与改善。在某水利水电工程的弃渣场边坡防护中,采用了先铺设土工格栅,再播撒草籽的植被防护方法,经过一段时间的生长,植被覆盖度达到较高水平,有效防止了弃渣场边坡的水土流失和滑坡隐患。
然而,水利水电建筑工程边坡防护技术也面临诸多挑战。首先,复杂的地质条件和多变的气候因素给边坡防护带来极大困难。在一些地区,地震活动频繁、暴雨强度大,这些自然灾害会对边坡产生强烈的破坏作用,要求边坡防护技术具备更高的抗震、抗冲刷能力。其次,在水利水电工程的长期运行过程中,边坡的稳定性可能会因周边工程活动、地下水位变化等因素而发生改变,需要建立长期的监测与预警机制,及时发现边坡的异常变化并采取相应的加固措施。此外,随着环保要求的日益提高,边坡防护技术在保证工程安全的同时,还需要更多地考虑生态保护和景观协调性,如何在防护工程中实现工程效益与生态效益的最佳平衡是当前面临的重要课题。
综上所述,水利水电建筑工程边坡防护技术是一个综合性强、技术要求高的领域。通过深入的地质勘查、合理选择锚杆、锚索、坡面防护等技术手段,并积极应对各种挑战,能够有效地守护山川壁垒,为水利水电建筑工程的稳定运行和周边生态环境的保护奠定坚实基础。