溪洛渡水電站天然邊坡危石處理技術(shù)

林芳芳

（武警水電三峽工程指揮部）

1 工程概況

溪洛渡水電站右岸泄洪洞進(jìn)口610m高程以上約100m天然邊坡危石林立，極大地威脅下面施工安全。武警水電部隊(duì)承擔(dān)了排除危石，保證工程安全的任務(wù)。

危石邊坡地形上分為三段：頂部至C12段為80°以上的天然陡壁，高約50m，12巖流層至其下方約20m范圍內(nèi)為50°～60°的斜坡，斜坡以下又為80°左右的陡壁，高約30m。

該段邊坡巖性為P2β13～P2β12層角礫集塊熔巖和玄武巖，巖體以塊狀～次塊狀結(jié)構(gòu)為主，整體弱風(fēng)化、弱卸荷～強(qiáng)卸荷，12巖流層層間錯(cuò)動(dòng)帶于邊坡中部貫穿，層內(nèi)錯(cuò)動(dòng)帶隨機(jī)分布，靠上游段12巖流層上方因?qū)觾?nèi)錯(cuò)動(dòng)帶與其它結(jié)構(gòu)面的不利組合導(dǎo)致巖體脫落形成“凹巖腔”，裂隙整體上較發(fā)育，局部卸荷裂隙發(fā)育，尤其是上游轉(zhuǎn)彎段沿岸坡發(fā)育一組長大陡傾裂隙，裂面平直，普遍張開。邊坡上“凹巖腔”現(xiàn)已實(shí)現(xiàn)了混凝土回填，但局部仍然存在危石，在上百米的高陡邊坡上構(gòu)成較大的安全隱患。

2 施工難點(diǎn)

根據(jù)合同要求，施工中只能采取常規(guī)的噴錨排石手段，然而要保證質(zhì)量和工期難度極大。必須解決的問題：

（1）邊坡高陡，各工作面高差大，體形不規(guī)整，巖石破碎，卸荷裂隙多，無施工通道，高排架搭設(shè)困難，設(shè)備效率低，排架周轉(zhuǎn)次數(shù)少，鉆孔設(shè)備選型及錨桿支護(hù)是本項(xiàng)目的施工重點(diǎn)。

（2）高排架施工安全風(fēng)險(xiǎn)大，需防護(hù)部位多，安全防護(hù)工程量大，排架設(shè)計(jì)、搭設(shè)以及安全防護(hù)是本工程的重點(diǎn)和難點(diǎn)。

（3）相鄰標(biāo)段施工干擾大，制約條件多，合理安排施工程序及協(xié)調(diào)是施工組織的重點(diǎn)。

3 邊坡危石處理技術(shù)

邊坡危石分四類，坡頂危石、坡面大塊危石、坡面小塊危石和浮碴處理。針對(duì)不同類別，都認(rèn)真研究對(duì)策，制定相應(yīng)措施。特別說明不同類別的危石處理，都編制了施工處理流程，施工中嚴(yán)格按照施工流程進(jìn)行，每道工序驗(yàn)收合格才能進(jìn)行下一道工序。這是確保處理危石人員和工程安全的重要保證。

3.1 坡頂危石

坡頂危石主要分布在12巖流層馬道開口線附近，多為爆破活動(dòng)巖體，基本處于滾落臨界狀態(tài)，同時(shí)部分開口線表層以下2.5m～3.5m范圍巖體有較多的爆破松動(dòng)裂隙。由于危石所處位置較高，滾落威力較大，排架搭設(shè)前需進(jìn)行加固處理，排架搭設(shè)到該位置后再進(jìn)行清除或加強(qiáng)支護(hù)。

3.1.1 處理措施

（1）在處理區(qū)域臨空面采用細(xì)目鋼筋網(wǎng)進(jìn)行整體罩蓋張拉保護(hù)，鋼筋網(wǎng)錨固于穩(wěn)定基巖上，避免危石滑落。

（2）在張拉保護(hù)完畢的危巖表面噴射C25混凝土，噴射厚度10cm。

（3）危巖張拉保護(hù)、噴混凝土完畢后，為防止鉆孔時(shí)孔壁坍塌，影響錨桿的下設(shè)，擬采用自進(jìn)式注漿錨桿鉆進(jìn)，注水泥漿前對(duì)裂隙進(jìn)行沖洗，待水泥漿凝固，破碎巖石形成一個(gè)整體后，再進(jìn)行排架搭設(shè)及后續(xù)掛網(wǎng)噴射混凝土、排水孔施工。

3.1.2 施工方法

在處理區(qū)利用手風(fēng)鉆在坡頂平臺(tái)較完整的巖石上注裝1.0m長φ25錨筋，間距0.8m，入巖0.8m，外露20cm，采用鋼絲繩將每片鋼絲網(wǎng)固定錨筋上，并上報(bào)監(jiān)理進(jìn)行驗(yàn)收，合格后進(jìn)入下一道工序。

鋼絲網(wǎng)固定完成后，對(duì)破碎巖體表面進(jìn)行噴射混凝土，噴射厚度為10cm，然后開始進(jìn)行排架搭設(shè)，錨桿參數(shù)按原設(shè)計(jì)要求進(jìn)行布置，局部破碎位置普通錨桿無法施工時(shí)，采用相應(yīng)的自進(jìn)式錨桿替換。自進(jìn)式錨桿施工工藝為：當(dāng)鉆孔深度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，進(jìn)行孔內(nèi)沖洗并提請(qǐng)監(jiān)理進(jìn)行驗(yàn)收，合格后，采用注漿泵對(duì)破碎巖體注入水泥漿，注漿壓力不大于0.5MPa，結(jié)束條件為：孔內(nèi)出現(xiàn)漿液溢出為宜，且漿液濃度與注入漿液相同。錨桿及固結(jié)注漿結(jié)束，待凝24小時(shí)后進(jìn)行后續(xù)掛網(wǎng)噴射混凝土施工，并按要求達(dá)到原設(shè)計(jì)厚度。

噴射混凝土完成后，采用手風(fēng)鉆進(jìn)行排水孔施工，排水孔按原設(shè)計(jì)要求進(jìn)行布孔，入巖4.0m，安裝PVC管，長度為100cm。

3.1.3 施工流程

坡頂危石加固處理流程見圖1。

圖1 坡頂危石加固處理流程圖

3.2 坡面大塊危石

3.2.1 處理措施

坡面大塊危石主要是天然邊坡卸荷形成，巖體一般較大，長寬均為十多米，厚度一般為3～6m，卸荷裂隙寬約為0.1～1.0m間，貫穿和不貫穿均存在。（見圖2）。卸荷巖體相對(duì)爆破松動(dòng)巖體來說較為安全，一般采取排架搭設(shè)到危石位置后進(jìn)行加固處理，加固完成再繼續(xù)排架搭設(shè)。具體施工步驟如下：

圖2 坡面大塊危石（裂隙貫穿、不貫穿均存在）

（1）在危石周邊的完整巖體上注裝φ32錨桿L=9.0m間距0.5m，外漏0.2m，周邊采用鋼筋網(wǎng)（φ14和φ16鋼筋焊制）對(duì)危巖體進(jìn)行加固保護(hù)，在危巖體上注裝預(yù)應(yīng)力錨桿L＝12.0m，間排距1.5×1.5m。(見圖3、圖4)

圖3 坡面大塊危石處理示意圖

圖4 坡面大塊危巖體處理完成圖

（2）采用鋼筋網(wǎng)（φ14和φ16鋼筋焊制）或鋼絲繩網(wǎng)對(duì)危石進(jìn)行加固保護(hù)。

（3）在危石上注裝預(yù)應(yīng)力錨桿L=9.0m與L＝12.0m交錯(cuò)布置，錨桿長度可根據(jù)危石的大小調(diào)整，但其軸向進(jìn)入山體內(nèi)完整巖體段的長度不宜小于危石段長度的1.5倍。

（4）為了保證危石與山體的緊密連接和完整性，對(duì)于危石與山體之間存在的裂縫空腔，在預(yù)應(yīng)力錨桿施工后對(duì)空腔進(jìn)行注漿固結(jié)，注漿壓力不宜大于0.5MPa。

（5）危石加固處理完成后再繼續(xù)進(jìn)行向上排架搭設(shè)和系統(tǒng)支護(hù)施工。

3.2.2 施工流程

坡面大塊危石的施工處理流程與坡頂危石相同，見圖1。

3.3 坡面小塊危石

坡面小塊危石一般為風(fēng)化嚴(yán)重巖體，多呈碎塊狀，不利于邊坡的穩(wěn)定與支護(hù)施工安全，為了加強(qiáng)施工的安全性，針對(duì)這種現(xiàn)象，采用先清理一道，再進(jìn)行邊素噴邊搭設(shè)排架的方法處理。

3.3.1 處理措施

首先清理邊坡上的浮碴，主要是碎塊狀的巖石。

在其表面噴混凝土，厚度為50mm。

鉆錨桿孔，孔徑、孔深及斜度與砂漿錨桿相同。

注裝錨桿，桿體直徑與設(shè)計(jì)相同，并待凝。

掛鋼筋網(wǎng)，規(guī)格與設(shè)計(jì)相同。

噴混凝土至設(shè)計(jì)厚度。

按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行排水孔施工。

3.3.2 施工流程

坡面小危石加固處理流程見圖5。

圖5 坡面小危石加固施工流程圖

3.4 浮碴處理

3.4.1 處理措施

浮碴分為坡面和坡頂浮碴兩種，坡面浮碴需進(jìn)行清除，坡頂平臺(tái)較寬部位，浮碴不宜清除，可進(jìn)行如下處理：

(1)采用人工方式將坡面臺(tái)地上的浮碴，集中堆放在該臺(tái)地的坡腳處，其厚度不得大于50cm，并將臺(tái)地邊緣附近清理干凈。在清理過程中，為了防止臺(tái)地邊緣處的碎石滑落，施工前采用密目鋼絲網(wǎng)進(jìn)行防護(hù)。

(2)采用系統(tǒng)支護(hù)對(duì)坡腳堆積浮碴進(jìn)行加固處理，局部石碴可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行灌漿固化。

3.4.2 施工方法

清理浮碴的方法采用自上而下分段進(jìn)行，每段長度為30m～50m。首先利用人工清理邊坡上部平臺(tái)外側(cè)散落的浮碴，安裝錨筋，錨筋間距為3m～5m，將軟梯或系統(tǒng)安全繩掛在錨筋樁上，操作人員身系安全帶通過軟梯或安全繩到達(dá)需要清理的位置，采用齒耙和簸箕將臺(tái)地表面的浮碴集中在臺(tái)地的坡角處，并進(jìn)行平整坡面，厚度不得大于0.5m。

浮碴清理到位后，利用人工現(xiàn)場(chǎng)編制鋼筋網(wǎng)鋪在浮碴表面，與錨桿焊接固定。并上報(bào)監(jiān)理進(jìn)行驗(yàn)收，驗(yàn)收合格后，在浮碴表面噴射C25的混凝土進(jìn)行包裹?；炷翉?qiáng)度達(dá)到70%以后，根據(jù)監(jiān)理指示及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，進(jìn)行固結(jié)灌漿造孔，利用高壓風(fēng)（水）進(jìn)行孔內(nèi)清洗，清洗合格后，用注漿泵向孔內(nèi)靜壓注入水泥漿，結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)為孔內(nèi)溢出漿液與注入漿液密度相同時(shí)為準(zhǔn)。注漿完成并待凝24小時(shí)后，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，進(jìn)行排水孔施工。

3.4.3 施工流程

坡頂平臺(tái)浮碴處理流程見圖6。

圖6 坡頂平臺(tái)浮碴處理施工流程圖

4 結(jié)語

天然邊坡危石處理已于2011年9月施工全部完畢，較好的按合同要求完成了施工任務(wù)，積累了一些經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)。

（1）天然邊坡施工前制定好切實(shí)可行的施工方案，對(duì)天然邊坡危石進(jìn)行分類，分別制定出應(yīng)對(duì)措施。

（2）嚴(yán)格按照制定的危石處理程序和方案進(jìn)行施工，排架搭設(shè)前主要清理掉危機(jī)排架結(jié)構(gòu)安全的危石。排架搭設(shè)完成后對(duì)影響后期設(shè)施安全運(yùn)行的危石按照施工程序進(jìn)行加固處理。

（3）危石施工處理工程中，加強(qiáng)對(duì)危石裂隙變化的監(jiān)控，建立好危石處理管理檔案。