沐若水電站廠房后邊坡錨筋樁施工

林成華 李星寧 石 平

（中國水利水電第八工程局有限公司 長沙市 410007）

1 概述

沐若水電工程位于馬來西亞沙撈越州拉讓河流域的源頭，下距巴貢壩約70 km，巴貢水庫尾水剛好達到沐若水電站的尾水池。沐若水庫流域面積2 750 km2，年徑流量120 億m3。水庫正常蓄水位為540 m，水庫面積245 km2，總庫容為120.43 億m3。

2009年6～8月份，沐若水電工程廠房后側(cè)邊坡出現(xiàn)多處裂縫，監(jiān)測位移值未收斂，邊坡位移具有增大趨勢，邊坡存在失穩(wěn)的危險。為了保證后緣邊坡的穩(wěn)定性，經(jīng)設(shè)計等相關(guān)部門商議，決定對該部位進行補充設(shè)計，采用錨筋樁進行加強支護。2010年8月份，廠房邊坡中214.0 m 高程至230.0 m 高程、2 號機～4 號機隧洞出口洞臉邊坡頁巖出露部位出現(xiàn)較嚴重變形及洞內(nèi)臨時襯砌開裂現(xiàn)象，對安全監(jiān)測數(shù)據(jù)分析后設(shè)計決定再次采用錨筋樁進行加強支護。由于該部位位于廠房后緣邊坡，其穩(wěn)定性直接關(guān)系到電站發(fā)電整體工期，為了防止邊坡變形進一步擴大，因此該部位錨筋樁施工要求施工工期短、施工質(zhì)量高。錨筋樁施工分為兩個階段：第一階段2009年08月22日～2010年05月25日完成Φ120 錨筋樁581 根；第二階段2010年08月03日～2010年11月13日完成Φ120 錨筋樁54 根。

2 錨筋樁設(shè)計參數(shù)及工程量

廠房后側(cè)邊坡錨筋樁布置主要分為230 m 高程以上和230 m 高程以下兩個部位，錨筋樁孔徑為120 mm，角度為與水平向夾角10°，長度分為24 m和30 m 兩種類型。設(shè)計荷載均為600 kN。主要完成工程量見表1。

表1 主要工程量表

3 錨筋樁施工

3.1 工藝流程

錨筋樁工藝流程詳見圖1。

3.2 鉆孔施工

3.2.1 孔位放樣

根據(jù)設(shè)計通知要求及孔位布置圖測放錨筋樁孔位，并用紅色油漆標注。

3.2.2 鉆機固定

圖1 錨筋樁工藝流程圖

將鉆機平放在施工平臺上同時在每個孔周邊設(shè)置4 根Ф25，L=2.5 m，外露0.5 m 的插筋與鉆機焊接再加固，確保在鉆進過程中鉆機無移位。

3.2.3 開孔控制

根據(jù)不同的鉆機類型，選擇不同的鉆孔孔徑，CM351 鉆機、QZ-100K 潛孔鉆施工孔徑分別為采用Ф120 mm 沖擊鉆頭進行鉆進，鉆孔方向與坡面水平線成10°下傾，鉆孔垂直偏斜角度允許±1°，各鉆孔的開孔偏差不大于30 cm。

3.2.4 鉆 進

（1）邊坡巖石情況較好，鉆孔采用QZ-100K 潛孔鉆機鉆進，控制孔斜垂直誤差不大于1%，當(dāng)出現(xiàn)孔斜時，采取低壓慢速、控制鉆機速度設(shè)置導(dǎo)向或回填掃孔等措施處理。

（2）鉆孔施工達終孔孔深誤差不大于10 cm。

（3）鉆孔過程中做好詳盡的鉆孔記錄表，主要包括鉆孔記錄和事故處理記錄。如實、準確、全面、及時反映鉆孔孔深、孔徑、鉆進速度等數(shù)據(jù)，真實反映鉆孔中出現(xiàn)的各種異常情況，以及采取包括灌漿處理等方法的內(nèi)容。

3.3 錨筋樁制作

3.3.1 鋼筋加工

（1）鋼筋的表面應(yīng)潔凈，使用前將表面油漬、漆污、繡皮、鱗繡等清除干凈。

（2）鋼筋應(yīng)平直，無局部彎折，鋼筋中心線同直線的偏差不應(yīng)超過其全長的1%。

（3）采用焊接連接，每束錨筋樁鋼筋下料長度分別為5.85 m、6.15 m、6 m。

3.3.2 鋼筋的鏈接及進漿管綁扎

（1）將鋼筋切割成不同長度，將焊接部位錯開，保證每個焊接連接部位不在同一斷面，焊接時采用兩面焊將鋼筋連接在另一鋼筋上，搭接長度不小于10 d（鋼筋直徑）。

（2）將三根鋼筋點焊焊接成束，距每束錨筋樁底部500 mm 處開始每隔2 m 用扎絲將Ф25PVC黑色塑膠管綁扎在成束的鋼筋上。錨筋樁剖面詳見圖2。

圖2 錨筋樁典型剖面圖

3.4 錨筋樁安裝

錨筋樁安裝工藝流程為：計算各根Ф28 鋼筋的下料尺寸→下料→人工配合汽車運輸至施工作用平臺→錨筋樁第一段焊接成束→錨筋樁第一段安裝入孔→單根鋼筋焊接→錨筋樁第二段焊接成束→繼續(xù)安裝入孔→單根鋼筋焊接→錨筋樁第二段焊接成束→繼續(xù)安裝入孔→錨筋樁第二段安裝入孔→……→完畢封孔。

3.5 固結(jié)灌漿

（1）錨樁體下入孔內(nèi)后，立即在孔口用C20 砂漿封堵孔口，并在孔口埋設(shè)1.5 m 長PVC 黑色塑膠管作為回漿管，待凝6 h 后進行灌漿。

（2）錨筋樁注漿前，利用鉆孔進行坡面巖體固結(jié)灌漿，固結(jié)灌漿壓力為0.3 MPa，用灌漿泵壓入，手工記錄或者記錄儀記錄耗灰量，當(dāng)回漿連續(xù)且比重大于或等于進漿比重時封堵回漿管，在規(guī)定壓力下，當(dāng)注入率不大于1 L/min，繼續(xù)灌注10 min，灌漿即可結(jié)束。

（3）灌漿過程中應(yīng)注意觀測基巖的變形，坡面如有抬動應(yīng)立即降壓，并對錨筋樁的灌漿漿液應(yīng)按規(guī)定要求取樣做抗壓試驗，錨筋樁灌漿后14 天內(nèi)不允許碰撞。

3.6 特殊情況處理

灌漿過程中如地表或找平混凝土裂縫發(fā)生冒（漏）漿現(xiàn)象時，根據(jù)冒（漏）漿量的大小，采用下述方法處理：

（1）如冒漿量較小，一般不作專門處理，按正常灌漿方式灌注至結(jié)束標準。

（2）如冒漿量較大，先采取嵌縫、地表封堵方法處理后，再采用降壓、加濃漿液、限流、限量、間歇灌注等方法處理。

（3）針對廠房邊坡巖石較為破碎，坡面為厚層的泥質(zhì)覆蓋物且松散，可能在錨筋樁施工過程中發(fā)生嚴重塌孔、卡鉆、回風(fēng)小等現(xiàn)象，甚至局部部位出現(xiàn)垮塌，不能鉆進的情況。擬采用固結(jié)灌漿的方式護壁。具體施工方法為：將塞阻塞在無法成孔上部，用灌漿泵灌注0.5∶1 的純水泥漿，灌漿壓力不大于0.3 MPa，并用手工記錄耗灰量，當(dāng)注入率不大于1 L/min，繼續(xù)灌注10 min，灌漿即可結(jié)束。對灌漿量特別大的孔，采用降壓限流灌注，或灌注0.5∶1∶1 的砂漿，且每次最大灌入干灰量為不大于15 t。灌漿結(jié)束后，待凝24 h 后掃孔，繼續(xù)鉆進。

（4）錨筋下入孔內(nèi)困難時，采用錨筋端頭加錨靴的方法下錨。下錨過程中出現(xiàn)塌孔現(xiàn)象時，采用固結(jié)灌漿，待凝，掃孔，繼續(xù)下錨。

（5）灌漿過程中遇注入率大、灌漿難以正常結(jié)束的孔段時，采用低壓、濃漿、限流、限量、間歇灌漿法或灌注砂漿等方法進行灌注，必要時摻加適量速凝劑灌注。

4 錨筋樁質(zhì)量檢查及邊坡加固效果分析

4.1 錨筋樁質(zhì)量檢查

錨筋樁質(zhì)量檢查采用整束進行拉拔時間的方式，錨筋樁的設(shè)計荷載為600 kN，根據(jù)中國相應(yīng)規(guī)范要求質(zhì)量檢查張拉試驗最大荷載按設(shè)計荷載的125%控制，張拉荷載應(yīng)為750 kN，業(yè)主要求最大張拉荷載按照150%進行控制，因此，拉拔試驗實際最大荷載達到了900 kN。錨筋樁檢測數(shù)量和位置均由業(yè)主指定，錨筋樁張拉檢查情況詳見表2。

在廠房后側(cè)邊坡錨筋樁施工區(qū)的不同高程共選擇了6 根錨筋樁進行拉拔試驗，該6 根錨筋樁拉拔荷載均達到了750 kN 全部符合中國規(guī)范要求，其中5 根錨筋樁拉拔荷載達到了900 kN。MJ7-19 因為邊坡基礎(chǔ)較差在張拉過程中張拉基座下陷，張拉荷載沒有達到900 kN。因此，廠房后側(cè)邊坡施工的635 根錨筋樁質(zhì)量完全合格并滿足了業(yè)主的高標準要求。

表2 錨筋樁拉拔試驗統(tǒng)計表

4.2 邊坡加固效果分析

2009年6月，廠房后側(cè)邊坡開始布置了位移變形監(jiān)測點，通過分析、比較自2009年6月以來的監(jiān)測數(shù)據(jù)，并通過監(jiān)測數(shù)據(jù)可知2009年8月中旬廠房后側(cè)邊坡位移變形量（ΣX、ΣY、ΣH）急劇陡增（其中ΣX 陡增約200 mm，ΣY 陡增約35 mm，ΣH 陡增約99 mm），邊坡有失穩(wěn)滑坡的危險。經(jīng)歷2009年8月下旬開始錨筋樁錨固施工后，約在9月中旬邊坡的位移變形值開始縮小，上升曲線很微弱。錨筋樁1～13 排施工的同時邊坡位移變形值就已趨于穩(wěn)定，沒有明顯的上升和下降的趨勢，始終恒定在一個范圍內(nèi)稍稍波動，位移變形值基本很?。ㄆ渲锌赡苡幸矶幢崎_挖振動的影響），并一直隨時間延續(xù)，維持在一個相對穩(wěn)定的狀況。自2010年8月上旬230高程以下錨筋樁開始施工后，2～4 號機洞臉邊坡變形逐步減小，洞內(nèi)臨時襯砌開裂現(xiàn)象也得到了控制。因此，廠房后側(cè)邊坡錨筋樁施工對邊坡的加固效果十分明顯。廠房后側(cè)邊坡典型監(jiān)測點變形位移趨勢詳見圖3、圖4。

5 結(jié)語

馬來西亞沐若水電站廠房后側(cè)邊坡錨筋樁鉆孔施工采用了常規(guī)的風(fēng)動沖擊鉆機CM351 鉆機、QZ-100 K 潛孔鉆機進行造孔，鋼筋制作采取了現(xiàn)場焊接的方式，結(jié)合錨筋樁注漿利用了錨筋樁孔對邊坡進行固結(jié)灌漿加固處理。這種錨筋樁施工方法具有施工快速、簡便和對邊坡加固效果非常好的特點。此外，錨筋樁設(shè)計形式十分多樣、簡單，而且可根據(jù)實際需要靈活布置。因此，這種錨筋樁施工方法值得在保持邊坡穩(wěn)定和邊坡加固工程中廣泛推廣運用。

圖3 廠房后側(cè)邊坡C01 監(jiān)測點變形位移趨勢圖

圖4 廠房后側(cè)邊坡C16 監(jiān)測點變形位移趨勢圖