摘要:發耳火電廠廠房回填邊坡高度20～50m，穩定問題尤為突出。設計經比較提出土工格柵結合三維植被網的綜合處理措施，同時提出合理的排水設計，邊坡實施、運行效果較好。
　　關鍵詞：發耳電廠，土工格柵，三維植被網，回填邊坡，排水設計
　　1、工程概況
　　發耳火電廠位于貴州省六盤水市水城縣發耳鄉境內，發耳鄉北距六盤水市市區約74km，工程區距發耳鄉7.5km。
　　工程裝機規模4×600MW，是貴州省在建“西電東送”的重點項目。廠址座落在發耳鄉盧家寨的灣河右岸與其支流盧家寨小河形成的中間臺地上，而灣河河道治理范圍為工程區內的灣河河段，長約1.4km左右的河道。河道治理與廠區臨灣河側的高填方邊坡處理相結合。
　　河道治理的主要任務是對發耳火電廠廠區的灣河及相應的小河按照廠區防洪標準進行改造治理。對廠區河段的堤防擋墻、邊坡處理、排水措施等進行設計。使河道水流順暢，保證廠區建筑物的安全運行。工程規模為Ⅰ等，邊坡為一級。
　　由于河道右岸為回填高邊坡，回填高度為20.0～50.0m之間(從堤防擋墻底部至廠區公路的垂直距離)，回填料采用為透水性好的無粘性材料(如砂礫石、碎石等)為主。為確保廠區及堤防擋墻的穩定安全，減小地下水壓力，保護土體和建筑物不會因產生滲透變形而破壞，設計在高回填邊坡內采用加筋材料并設置排水系統，以維持邊坡穩定、降低地下水，消除廠區及擋墻的安全隱患。
　　2、回填高邊坡護坡設計
　　發耳火電廠河道治理工程中灣河河道右岸回填高邊坡護坡及排水治理段全長754.627m，此段邊坡為1:2～1:3之間，邊坡的高度h=10.0～35.0m不等(從堤防擋墻頂部至廠區公路的垂直距離)。
　　2.1回填邊坡的自然穩定分析
　　首先邊坡不加任何加筋材料，按照設計高邊坡進行回填，采用理正邊坡穩定設計軟件計算其回填邊坡的自然穩定；計算中考慮的汽車荷載是掛車—100（進行計算的邊坡以上公路為三級公路）。經計算，安全系數在1.18左右，小于規范要求的1.3，不能滿足穩定要求。
　　2.2回填邊坡加筋后的穩定分析
　　2.2.1回填邊坡護坡處理方案比選
　　為了保證整個回填高邊坡的穩定，確保發耳電廠安全正常的運行。灣河河道右岸回填邊坡采用加筋材料維持整個高邊坡的穩定。目前加筋材料在邊坡及擋墻的應用也十分廣泛，為了選擇更有效、更安全、更經濟的邊坡穩定方案，對回填邊坡處理進行了兩種方案的比選。
　　方案1：采用預制C20鋼筋混凝土面板網格草皮護坡：布置形式為將堤后的回填料回填一層，碾壓一層，堤頂以上的邊坡增設拉筋帶，拉筋帶采用聚烯烴土工加筋帶，規格為30×2.8mm，水平間距為1.5m，層間距為0.5m，呈梅花型布置，拉筋帶的迎水面端部通過預制鋼拉環與鋼筋混凝土面板固接，鋼筋混凝土面板厚度為0.5m，表面采用菱型網格，其中用草皮護坡。本方案工程投資1064萬元。
　　方案2：采用土工格柵結合三維植被網格草皮進行護坡：當土體中加入土工格柵碾壓后，格柵與土體的相互作用主要有：格柵表面與土的摩擦作用；土對格柵的被動阻抗作用；格柵孔眼對土的咬合鎖定作用。這些作用使格柵具有了抵抗來自填料的水平剪力，阻抗土體破裂面的形成。為確保坡面的穩定，在迎水面端部，底層的土工格柵回包至其上一層一段距離。本方案工程投資912萬元。
　　方案1、方案2邊坡的安全穩定上均能滿足要求。在滿足安全穩定的前提下，對方案1、方案2進行了以下幾點綜合比較：
　　a、用土工格柵在于使土體能真正起到加筋作用，雙向土工格柵使土體在平面的兩個方向均受到約束，并且建筑加筋邊坡工程，可以不設面板；用拉筋帶只能單向起到穩定作用(垂直于河流方向)。
　　b、采用土工格柵的鋪設在施工中較為簡便，不設面板也可以縮短施工工期；而采用拉筋帶就必須在坡面上設置面板，面板后固定錨環，由拉筋帶、錨桿將面板固定在坡面上，施工工序較為煩瑣。
　　c、土工格柵結合三維植被網格草皮護坡，美觀大方，更符合生態治理的要求。
　　d、與方案1相比，方案2工程投資相對更節省。
　　因此推薦采用方案2，即：土工格柵結合三維植被網格草皮護坡方案。
　　2.2.2回填高邊坡加筋土的設計
　　本工程根據上述方面對土工格柵進行了綜合對比后，選定了CATT塑料聚合土工格柵。此種材料適用于加筋土擋墻、橋臺、邊坡以及路基加筋等。當土體中加入土工格柵夯實后，格柵與土體的相互作用有：格柵表面與土的摩檫作用；土對格柵的被動阻抗作用；格柵孔眼對土的咬合瑣定作用。這些作用使格柵具有了抵抗來自填料的水平剪力，提高了軟弱地基的承載力，阻抗土體破裂面的形成。
　　本工程選用的土工格柵為CATT塑料聚合雙向(異型)，型號為CATTSG50-30。高邊坡采用了加筋材料，再次采用理正邊坡穩定設計軟件計算其回填邊坡的穩定（計算參數與自然邊坡時的情況一致）。計算成果如表2-1所示：
　　表2-1計算成果表

　　
　　計算成果表明：1、加入土工格柵后的回填邊坡進行的穩定計算，安全系數K值明顯提高，滿足其穩定要求。
　　2.3回填高邊坡及鋪設加筋材料的施工要求
　　灣河河道回填高邊坡所采用的回填料為透水性相對較好的無粘性材料，填料的選擇易壓實、與加筋材料有足夠的摩擦力、滿足化學和電化學的標準，對浸水工程水穩定性好。邊坡回填前，對于腐植土、耕植土等較松散的覆蓋層應先清楚干凈，并實施預碾后方能進行邊坡的填筑；回填料中碎石、砂卵石等石料不少于50%，回填采用分層碾壓。本工程的高邊坡回填單層厚度為50cm，回填一層，碾壓一層，然后鋪設土工格柵。
　　下圖為回填邊坡加筋材料布置的剖面示意圖：
　　
　　2.4回填高邊坡坡面護坡處理
　　高邊坡回填施工完成后，為防止坡面局部松散土石顆粒被雨水沖走，同時為營造回填邊坡的美觀，保護整個廠區的綠化環境，設計考慮綠化整個回填邊坡，在其表面鋪撒草籽，采用三維植被網就是為了保護整個邊坡的草籽及幼草不被雨水沖走流失。它的疏松、凹凸不平的面層，使其有90%以上的空間填充土壤及砂料，將草籽及表面土壤牢牢護在立體網中間，同時網墊表層可使風及水流產生無數小渦流，起到緩沖消能的作用，大大提高了植被覆蓋率，起到了良好的固土阻滯效果。
　　本工程采用的三維植被網型號為EM-3，三維植被網墊的底層為一個高模量基礎層，采用雙向拉伸網，其強度高，可以有效地防止植被變形，三維植被網的表面為一個起泡層，膨脹的立體網包可以充填土壤及沙粒，植物的根系可從整個土工網墊中舒適地穿過，植被網墊和泥土形成一種牢固的復合體系，這種復合體系可以防止水土流失，當邊坡出現沉降時，不會造成架空，是一種理想的邊坡防護網。
　　3、高邊坡回填的排水設計
　　本次發耳電廠高邊坡回填的排水設計主要針對灣河河道右岸邊坡（左岸邊坡的墻體和填土不高）。河道右岸的堤防擋墻高10.0～15.0m，墻后廠區回填土石料高度為20.0～50.0m左右，而回填邊坡的穩定直接關系到整個火電廠的安全，必須充分考慮排水設施的有效性及可能存在的局部失效情況，故設計著重從以下幾個方面強化排水設施系統：
　　3.1三維立體網狀排水結構
　　排水系統分為主排水溝（橫向排水管）及支排水溝（縱向排水管）兩種，主溝布置垂直于水流方向，間距4m，設置坡度為5‰；支溝布置平行于水流方向，間距3m、5m至8m從密到稀(遠離河道擋墻方向)設置，設置坡度為2‰；層間距為5m，為了迅速降低廠區內的地下水，各層間在主、支盲溝連接處采用1m直徑的碎石樁連接，因此形成了三維立體網狀的排水系統。
　　3.2全方位的排水設施
　　廠區的排水設施，從墻體排水孔、墻背排水管、網狀塑料盲溝、豎向碎石樁到緩沖區的碎石墻、較低地勢區的滲水井等形成了較為系統、較為全面、銜接緊密的排水結構。擋墻后的縱向排水管之間用橫向排水管連接，同時橫向排水管通過墻身上設置的排水通道（設置在河道常年洪水位以上墻身上的φ100PVC排水管）排入河道內。堤防擋墻及護坡后的排水系統與廠區回填設置的緩沖帶銜接，廠區的地下水通過緩沖帶迅速下降通過擋墻后排水系統排入河道。另外在灣河河道下游較低地勢區設置了滲水井，有較的匯集廠區地下水及坡面水。
　　3.3可靠及有效的排水材料
　　本次采用的排水材料為HMY-系列塑料盲溝，與傳統盲溝相比，具有開孔率高、抗壓性能強、排水量大、耐久性好等優點。
　　塑料盲溝由塑料芯體外包裹濾膜組成。塑料芯體是以熱可塑性合成樹脂為主要原料，經過改性，在熱熔狀態下，通過噴嘴擠壓出細的塑料絲條，再通過成型裝置將擠出的塑料絲在結點上熔接，形成三維立體網狀結構。
　　本工程右岸回填邊坡采用了中空圓型盲溝(外包一層200g/m2的濾膜)，在抗壓性能滿足要求的前提下選擇通水量大、排水性能好的型號，選用了主(φ120)、支(φ80)盲溝兩種外型尺寸。排水系統的塑料盲溝分為主排水溝（橫向排水管）及支排水溝（縱向排水管）兩種，主溝型號為HMY-120K，支溝型號為HMY-80K。
　　采用這種網格狀的排水系統可有效地降低地下水位，確保回填邊坡及河道擋墻的穩定安全，為電廠正常運行提供保障。
　　下圖為回填邊坡排水系統的剖面示意圖：
　　
　　4結語
　　目前，發耳電廠廠區河道及高填方邊坡治理已基本實施完成，現場監測表明，邊坡排水效果十分顯著，邊坡穩定性好，且相當美觀，對火電廠的基礎安全提供了可靠保證。可見，土工格柵結合三維植被網格草皮進行護坡并結合立體排水設施，對高填方邊坡的治理是十分有效的措施之一。