斧子口水利樞紐左岸邊坡加固方案及施工

莫樹元

（廣西桂林市防洪排澇工程管理處，廣西 桂林 541002）

斧子口水利樞紐左岸邊坡加固方案及施工

莫樹元

（廣西桂林市防洪排澇工程管理處，廣西 桂林 541002）

介紹了斧子口水利樞紐左岸邊坡在開挖過程出現(xiàn)的深層貫穿性裂縫及淺層洞隙問題，分析了裂縫滑塌的原因，根據(jù)揭露后的邊坡地質(zhì)結(jié)論和建議，提出了邊坡的加固處理方案，并介紹了邊坡加固的施工過程。

斧子口水利樞紐；裂縫；加固；預(yù)應(yīng)力錨索；邊坡施工

1 工程概況

桂林市斧子口水利樞紐是桂林市防洪及漓江補(bǔ)水樞紐工程之一，樞紐位于漓江上游干流陸洞河上，是一座以城市防洪及漓江生態(tài)補(bǔ)水為主，結(jié)合發(fā)電等綜合利用的水利工程。樞紐主要由攔河壩、泄水建筑物及引水建筑物進(jìn)水口、壩后式廠房等組成。水庫正常蓄水位為267 m，總庫容1.88億m3，電站裝機(jī)容量15 MW，最大壩高76.5 m。

工程于2011年12月正式開工。2013年10月，在左岸壩肩基礎(chǔ)開挖過程中，發(fā)現(xiàn)左岸壩肩下游側(cè)271.5 m平臺(tái)及開挖成型邊坡出現(xiàn)深層貫穿裂縫，裂縫最大寬度約為5 cm，裂縫垂直方向延伸至約245 m高程，并有多條淺層裂縫。2013年11月，當(dāng)邊坡開挖至258 m高程時(shí)，在開挖坡面發(fā)現(xiàn)一條寬約40～50 cm、高約50 cm的原始洞隙，洞隙走向基本垂直坡面，原始洞隙下游側(cè)發(fā)現(xiàn)淺層洞隙共4條，洞隙寬度5～8 mm。2013年11月28日，參建各方組織召開專題會(huì)議研究處理方案，決定對發(fā)現(xiàn)的原始洞隙采用M10砂漿無壓充填。

施工單位隨后開始258 m高程以下邊坡開挖施工，因現(xiàn)場施工條件復(fù)雜，邊坡錨噴支護(hù)不及時(shí)，開挖邊坡暴露時(shí)間較長，且存在砂漿錨桿成孔不好、注漿不滿漿等情況，導(dǎo)致邊坡噴錨支護(hù)效果受影響。左壩肩基礎(chǔ)開挖爆破施工也對邊坡穩(wěn)定造成了一定的影響，增加了該邊坡不穩(wěn)定因素。至2013年12月13日，在258 m高程平臺(tái)出現(xiàn)不連續(xù)裂縫，裂縫寬度3～5 mm，沿258 m平臺(tái)順?biāo)鞣较驍嗬m(xù)延伸至下游后順坡面235 m高程，2013年12月14日，參建各方組織召開專題會(huì)議，參建各方認(rèn)為基于裂縫小且不連續(xù)，建議按原設(shè)計(jì)支護(hù)方案抓緊完成邊坡噴錨支護(hù)，在邊坡坡面支護(hù)未完成前不能繼續(xù)開挖左壩肩，坡腳堆渣體不能進(jìn)行清理。

2013年12月17日，根據(jù)施工單位變形觀測成果，邊坡觀測點(diǎn)水平位移值較大。2013年12月26日，258 m高程裂縫寬度繼續(xù)發(fā)展，235 m馬道平臺(tái)裂縫沉降加大（達(dá)到10 cm）。2013年12月27日，參建各方再次組織召開專題會(huì)議，要求暫停235 m高程以下靠近左岸3#、4#壩段及發(fā)電廠房等相關(guān)部位的開挖作業(yè)。2013年12月28日，業(yè)主邀請相關(guān)專家到現(xiàn)場會(huì)同參建各方對邊坡穩(wěn)定和安全進(jìn)行初步分析評估，研究處理方案，最終選定預(yù)應(yīng)力錨索加固方案。

2 邊坡地質(zhì)結(jié)論及建議［1］

（1）開挖揭示的地質(zhì)情況與初設(shè)階段勘察結(jié)論基本一致，認(rèn)為邊坡巖體順向坡節(jié)理裂隙發(fā)育，與層面切割組成不穩(wěn)定塊體，邊坡穩(wěn)定性較差，需采取工程處理措施。局部地段巖體洞隙的發(fā)育、卸荷裂隙的規(guī)模、巖體風(fēng)化等超出初設(shè)的判斷。

（2）邊坡開裂滑塌主要原因?yàn)檫吰聨r體節(jié)理裂隙發(fā)育、施工控制效果欠佳、重車頻繁碾壓震動(dòng)、雨水入滲等因素造成。產(chǎn)生裂縫的左岸邊坡上部為上壩公路，下部為發(fā)電廠房，若邊坡失穩(wěn)將會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的后果，為確保工程安全，建議馬上對存在安全隱患的邊坡進(jìn)行有效的加固措施，加固前應(yīng)對邊坡加強(qiáng)變形位移觀測，在邊坡加固完成前封閉上壩公路，暫停放炮作業(yè)，避免擾動(dòng)邊坡。

（3）對已產(chǎn)生嚴(yán)重變形且有放坡空間的邊坡，建議先削坡再采取錨索等加固措施，以確保邊坡穩(wěn)定。由于邊坡地質(zhì)條件較為復(fù)雜，且雨季施工孔內(nèi)巖粉是否吹洗干凈難以判斷，建議對錨索孔進(jìn)行鉆孔電視攝像，以查明錨索孔巖體條件和孔內(nèi)是否吹洗干凈，確保錨索施工質(zhì)量。

3 邊坡加固方案［1］

根據(jù)現(xiàn)場揭露的左岸邊坡工程地質(zhì)現(xiàn)狀及邊坡穩(wěn)定安全的初步分析評估，本次設(shè)計(jì)確定邊坡防護(hù)變更設(shè)計(jì)為廠房左側(cè)邊坡、上壩公路樁號(hào)0+810～0+900 m段邊坡及大壩左壩肩邊坡，具體范圍如下：高程為215.0～301.5 m間、順河向樁號(hào)為壩上0－015～壩下0＋120 m、垂直河流向樁號(hào)為壩0－025～壩0＋080 m范圍內(nèi)的左岸邊坡，共分成A、B、C、D四個(gè)區(qū)域分別進(jìn)行防護(hù)。其中A區(qū)為廠房至上壩公路之間的邊坡，B區(qū)為上壩公路樁號(hào)0+810～0+840 m段路面以下邊坡，C區(qū)為上壩公路樁號(hào)0+810～0+860 m段路面以上邊坡，D區(qū)為上壩公路樁號(hào)0+860～0+900 m段路面以上邊坡及大壩左壩肩樁號(hào)壩上0-011.5～壩下0+012.5 m段邊坡。具體布置如下：

（1）廠房左側(cè)邊坡（廠房至上壩路之間的邊坡）（A區(qū)）。主廠房上游側(cè)至壩腳段左側(cè)邊坡為基巖邊坡，但巖質(zhì)較破碎，坡面存在多處裂縫。為保證邊坡施工安全，在271～230 m高程之間的未滑塌坡面先進(jìn)行錨噴支護(hù)，砂漿錨桿長9 m，直徑28 mm，間距2.5 m×2.5 m，噴混凝土厚0.15 m；已滑塌坡面沿滑塌面按每層3～5 m自上往下逐層開挖和支護(hù)，上一級開挖完成后馬上進(jìn)行支護(hù)，待支護(hù)完成后再進(jìn)行下一級邊坡的開挖及支護(hù)，初期支護(hù)型式也采用錨噴支護(hù)，砂漿錨桿長4.5 m，直徑28 mm，間距2 m×2 m，噴混凝土厚0.15 m。在錨噴支護(hù)的基礎(chǔ)上再進(jìn)行邊坡的預(yù)應(yīng)力錨索施工。本部分邊坡錨索錨頭外的傳力結(jié)構(gòu)采用混凝土臺(tái)座間加聯(lián)系梁結(jié)構(gòu)。錨索間布置有鋼筋混凝土框架梁，框架梁混凝土強(qiáng)度等級為C30，斷面尺寸為0.4 m×0.4 m（寬×高）。錨索豎向間距為5 m，水平間距為4 m。錨墩尺寸為1.5 m×1.5 m×0.6 m，混凝土強(qiáng)度等級為C30。

（2）上壩公路樁號(hào)0+810～0+840 m段路面以下邊坡（B區(qū)）。根據(jù)地質(zhì)調(diào)查，左岸上壩公路0+810～0+840 m段路面以下邊坡，坡面表層由全風(fēng)化的巖層和殘坡積層組成，巖層傾向下游，失穩(wěn)型式主要為表層的滑動(dòng)，本部分坡面下部擬采用抗滑擋土墻聯(lián)合預(yù)應(yīng)力錨索進(jìn)行加固，上部采用框格草皮護(hù)坡。擋墻混凝土強(qiáng)度等級為C25，擋墻高6 m，頂寬0.6 m，墻身坡比1∶0.7。墻身布置2道錨索，錨索水平向間距4 m，豎向間距4～5 m。錨墩混凝土強(qiáng)度等級為C30，錨墩尺寸為1.5 m×1.5 m×0.6 m。墻頂至公路間坡面設(shè)置混凝土框格草皮護(hù)坡?？紤]本段邊坡位于公路轉(zhuǎn)彎段，且?guī)r層傾向下游，為加強(qiáng)邊坡及公路的穩(wěn)定，本次設(shè)計(jì)考慮在公路外側(cè)設(shè)置一排豎向鋼筋樁，鋼筋樁頂部與C25混凝土框格相連。鋼筋樁孔徑150 mm，樁內(nèi)布置3根直徑25 mm鋼筋，灌注M2O水泥砂漿。單根樁長18m，樁間距1.5m。

（3）上壩公路樁號(hào)0+810～0+860 m段路面以上邊坡（C區(qū)）。坡面280 m高程至路面之間坡面風(fēng)化較深，表層由全風(fēng)化巖層和殘坡積層組成，擬采用錨索聯(lián)合混凝土面板進(jìn)行加固，面板混凝土強(qiáng)度等級為C25，面板厚0.4 m。錨索水平向間距4 m，豎向間距5 m。錨墩尺寸為1.5 m×1.5 m×0.6 m，混凝土強(qiáng)度等級為C30。

（4）上壩公路樁號(hào)0+860～0+900 m段路面以上邊坡（D區(qū)）。坡面285 m高程至路面之間坡面擬采用錨索聯(lián)合混凝土框格梁進(jìn)行加固，框架梁混凝土強(qiáng)度等級為C30，斷面尺寸為0.4 m×0.4 m（寬×高）。錨索垂直向共布置4排，錨索水平間距為4 m，豎向間距為5 m。錨墩尺寸為1.5 m×1.5 m×0.6 m，混凝土強(qiáng)度等級為C30。

（5）大壩左側(cè)壩上0-011.5～壩下0+012.5 m段邊坡（D區(qū)）。本段邊坡開挖坡比較陡，根據(jù)灌漿平洞開挖情況揭露，巖石比較破碎，且本段邊坡高度超過80 m。故為增強(qiáng)本段邊坡底部穩(wěn)定性，本次設(shè)計(jì)擬在271.5 m至286.5 m馬道間和286.5 m至301.5 m馬道間各布置兩排預(yù)應(yīng)力錨索進(jìn)行加固，錨索間布設(shè)鋼筋混凝土框格梁?？蚣芰夯炷翉?qiáng)度等級為C30，斷面尺寸為0.4 m×0.4 m（寬×高）。錨索水平間距為4 m，豎向間距為5 m。錨墩尺寸為1.5 m×1.5 m×0.6 m，混凝土強(qiáng)度等級為C30。

4 邊坡施工

4.1 邊坡開挖及錨噴掛網(wǎng)支護(hù)

邊坡錨噴支護(hù)施工程序：邊坡開挖成型→50 mm厚噴C20混凝土封閉→腳手架及施工平臺(tái)搭設(shè)→錨桿及排水孔施工→掛網(wǎng)→補(bǔ)噴100 mm厚混凝土封閉（不封閉排水孔）。

A區(qū)邊坡271～258 m高程之間坡面為一次開挖成型，然后進(jìn)行錨噴支護(hù)及錨索施工，待錨索施工完成后才進(jìn)行258 m高程以下的坡面施工，258 m高程以下滑塌巖體開挖采取沿裂縫自上而下分層鑿除，分層高度為3～5 m。每層邊坡開挖成型后都及時(shí)組織錨噴掛網(wǎng)支護(hù)加強(qiáng)邊坡穩(wěn)定和施工安全，在此前提下再行組織進(jìn)行承重排架搭設(shè)及后續(xù)錨索施工。

根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況，B區(qū)邊坡坡度較陡、場地狹窄且表面為強(qiáng)風(fēng)化覆蓋層，現(xiàn)場首先將擋墻范圍內(nèi)坡面及基礎(chǔ)開挖成型后立即組織進(jìn)行錨墩及擋墻混凝土施工。開挖渣料沿坡面人工翻運(yùn)至沖溝底部215.95 m平臺(tái)集中后，利用挖掘機(jī)裝車，自卸汽車運(yùn)至棄渣場。

C區(qū)和D區(qū)邊坡開挖平整主要為前期噴護(hù)的混凝土（含鋼筋網(wǎng)割除）、錨墩及面板底部齒墻（C區(qū)）、框格梁（D區(qū)）基礎(chǔ)開挖，為確保交通暢通，開挖料采取隨挖隨清的原則。

4.2 錨索施工

錨索主要施工工序?yàn)椋捍罱ǔ兄啬_手架→坡面清理→素噴50 mm混凝土封閉坡面→錨桿及鋼筋網(wǎng)施工→坡面噴混凝土防護(hù)→造孔→錨索安裝→錨索灌漿→錨墩施工→錨索張拉→封孔灌漿→混凝土框格梁施工（擋墻施工）。

施工中嚴(yán)格按照規(guī)范及設(shè)計(jì)要求采取自上而下的施工程序。在保持邊坡圍巖穩(wěn)定的情況下，上一層預(yù)應(yīng)力錨索基本施工完畢后才開始下一層預(yù)應(yīng)力錨索施工。本段邊坡表面巖層比較破碎，表面分布有裂縫，坡面清理主要采用人工清理，未采用爆破施工，以免坡面受到二次破壞。

在進(jìn)行A區(qū)邊坡施工時(shí)按每層3～5 m自上而下逐層開挖和支護(hù)，上一級開挖完成后馬上進(jìn)行支護(hù)，待支護(hù)完成后才進(jìn)行下一級邊坡的開挖及支護(hù)，支護(hù)順序是先進(jìn)行錨噴支護(hù)施工再進(jìn)行錨索支護(hù)施工。

混凝土施工為拌合樓生產(chǎn)，利用混凝土攪拌運(yùn)輸車運(yùn)至現(xiàn)場，通過搭設(shè)溜槽或人工配合汽車吊等設(shè)備入倉。

由于邊坡巖體中存在卸荷裂隙等，地質(zhì)條件較為復(fù)雜，僅根據(jù)進(jìn)尺情況和孔口返灰情況很難準(zhǔn)確判斷孔內(nèi)巖體是否完整，且施工期跨越雨季，部分孔內(nèi)潮濕甚至有積水，粉塵吹洗困難，對洗孔是否干凈很難判斷，因此，在錨索孔造孔時(shí)均進(jìn)行孔內(nèi)電視攝像，以查明鉆孔巖體條件，確保錨索施工質(zhì)量。

5 結(jié)語

斧子口水利樞紐左岸邊坡開挖過程中出現(xiàn)裂縫及局部滑塌，原因主要是工程地質(zhì)條件較差、現(xiàn)場施工質(zhì)量控制不嚴(yán)及上壩公路功能改變等，根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況，提出了預(yù)應(yīng)力錨索加固方案。目前，邊坡加固已施工完畢，半年多來，根據(jù)邊坡監(jiān)測結(jié)果，加固后的邊坡是安全穩(wěn)定的。

[1] 廣西壯族自治區(qū)水利電力勘測設(shè)計(jì)研究院.廣西桂林市防洪及漓江補(bǔ)水斧子口水利樞紐左岸邊坡防護(hù)設(shè)計(jì)變更報(bào)告（報(bào)批稿）[R].南寧：廣西壯族自治區(qū)水利電力勘測設(shè)計(jì)研究院，2015.

（責(zé)任編輯：劉征湛）

Left bank slope reinforcement scheme and construction of Fuzikou Hydraulic Complex

MO Shu-yuan
（Flood Control and Drainage Project Management Office of Guilin City,Guilin 541002,China）

In the course of left bank slope excavation for Fuzikou Hydraulic Complex,deep penetrating cracks and shallow holes or gaps were founded.The author analyzed the causes for crack sliding and put forward the bank slope reinforcement scheme in accordance with the geological conclusions and suggestions.An introduction was made on the slope reinforcement construction process.

Fuzikou Hydraulic Complex;crack;reinforcement;pre-stress anchorage cable;bank slope construction

TV554.12

B

1003-1510（2016）02-0054-03

2016-01-19

莫樹元（1965－），男，廣西興安人，廣西桂林市防洪排澇工程管理處工程師，主要從事水利水電工程建設(shè)及管理工作。