楊房溝水電站Z3-14#高位危巖體治理排架施工方案淺析

范 道 林，張 瑞

(中國水利水電第七工程局有限公司 第一分局，四川 彭山 620860)

1 工程概況

楊房溝水電站壩址區(qū)Z3-14#危巖體位于山體最高點(diǎn)的山脊上,邊坡大面陡峻，約呈75°～90°，局部為陡坎和倒懸體。上游凹腔發(fā)育，巖體局部崩落形成淺巖腔。前緣陡峻，臨空條件優(yōu)越。植被發(fā)育稀疏，距離河床高差約268 m。

Z3-14危巖體基本為垂直坡面，現(xiàn)場(chǎng)排架搭設(shè)施工任務(wù)艱巨，且受上部結(jié)構(gòu)面影響，施工難度非常大，安全風(fēng)險(xiǎn)十分突出，在國內(nèi)水電站建設(shè)危巖體處理施工中非常具有代表性。

2 Z3-14危巖體治理設(shè)計(jì)方案及調(diào)整方案

原設(shè)計(jì)方案中，Z3-14#危巖體位于左岸水墊塘、二道壩邊坡最頂部，分布高程2 238～2 271 m，幾何特性為6 m×2 m×5 m(長×寬×厚)=60 m3，治理方案為“隨機(jī)錨桿+隨機(jī)錨筋樁+主動(dòng)網(wǎng)”。

實(shí)際施工前，對(duì)危巖體再次進(jìn)行定性、定量復(fù)核，發(fā)現(xiàn)該危巖體比原設(shè)計(jì)方案描述的范圍更加廣泛，達(dá)到了700 m2范圍，需處理方量約為2 627 m3，危險(xiǎn)等級(jí)為整個(gè)工程最大，直接影響后期基坑及水墊塘、二道壩混凝土澆筑。經(jīng)研究決定，將治理方案調(diào)整為“素噴混凝土+系統(tǒng)錨桿+錨筋樁+預(yù)應(yīng)力錨索+主動(dòng)網(wǎng)”并要求快速施工，防止花崗閃長巖在受擾動(dòng)的情況下徐變變形加大、安全隱患更突出。

3 Z3-14#高位危巖體治理排架施工方案

3.1 排架施工程序及總體設(shè)計(jì)形式

(1)排架搭設(shè)分區(qū)程序。

Z3-14危巖體治理排架總體施工程序：施工排架是所有支護(hù)施工的先決條件，為解決施工通道，確保排架搭設(shè)施工期的安全，排架從上游向下游分區(qū)侵占搭設(shè)，形成3個(gè)施工區(qū)域，上一區(qū)域排架搭設(shè)完成、驗(yàn)收合格且支護(hù)完成后方可進(jìn)行下一區(qū)域的排架搭設(shè)，以此類推，直至排架全部搭設(shè)完成。

各區(qū)排架搭設(shè)作業(yè)程序：排架基礎(chǔ)放樣→排架搭設(shè)→設(shè)置連墻桿→設(shè)置剪刀撐、卸荷支撐→鋪裝作業(yè)層跳板→爬梯搭設(shè)→ 設(shè)置排架安全防護(hù)設(shè)施(安全護(hù)欄、安全網(wǎng))→第一單元(Ⅰ區(qū))排架驗(yàn)收→第一單元支護(hù)施工→第二單元排架搭設(shè)(Ⅱ區(qū))→第二單元排架驗(yàn)收→第二單元支護(hù)施工→……→第n單元驗(yàn)收。

(2)排架總體設(shè)計(jì)形式。

Z3-14#危巖體治理排架采用從下至上的方式搭設(shè)垂直雙排落地排架。為滿足排架搭設(shè)條件，Z3-14危巖體排架立桿起腳部位高程約為2 220 m，排架搭設(shè)高度超過50 m。采用雙排垂直排架進(jìn)行分段搭設(shè)，2 275 m高程以下為一段，2 275 m高程以上為一段。每段排架搭設(shè)高度均不超過50 m(單根立桿不超過50 m)。垂直落地排架搭設(shè)按每20 m為一個(gè)單元，從下至上分單元搭設(shè)，每一單元設(shè)置一層減載鋼平臺(tái)([8槽鋼預(yù)埋4 m、外露2 m)，一個(gè)單元的搭設(shè)在內(nèi)部驗(yàn)收完成后再進(jìn)行下一個(gè)單元排架的搭設(shè)。

優(yōu)先搭設(shè)1區(qū)2 275 m高程以下的排架，并進(jìn)行該區(qū)域的錨桿和錨筋樁支護(hù)，錨桿和錨筋樁支護(hù)完成后在排架最下游側(cè)斜向向下游2區(qū)倒懸體鉆孔施工3排φ28，L=9 m的安全錨桿并進(jìn)行加固，以確保施工排架從底部向上搭設(shè)過程中的施工安全。安全錨桿施工完成后，從2區(qū)底部快速搭設(shè)排架至2 275 m高程，排架驗(yàn)收后，先對(duì)2區(qū)中部的滑層進(jìn)行快速的系統(tǒng)支護(hù)，再從上至下支護(hù)其它部位。2區(qū)排架施工的時(shí)候同步進(jìn)行1區(qū)2 275 m高程以上排架的搭設(shè)。3區(qū)在1、2區(qū)錨桿和錨筋樁支護(hù)完成后，進(jìn)行排架的搭設(shè)。

3.2 排架結(jié)構(gòu)

排架搭設(shè)均采用φ48.3×3.6 mm鋼架管搭設(shè)，搭建結(jié)構(gòu)為落地式雙排腳手架。排架立桿橫距為1.3 m，立桿縱距為1.5m，步距1.5 m。排架內(nèi)側(cè)立桿距巖面距離為0.3～1 m，小橫桿安裝時(shí)必須緊靠巖石表面，排架搭設(shè)每20 m設(shè)置一層減載鋼平臺(tái)，縱向搭建寬度視現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際分區(qū)情況而定。

3.3 排架鎖腳錨桿的布置

施工排架的立桿應(yīng)設(shè)置在堅(jiān)硬的地面上，立桿底部設(shè)置在巖石表層，不得設(shè)置在松軟的覆土或植被等雜物上。立桿與巖石接觸部位需先找平、后鉆孔預(yù)埋φ28鎖腳錨桿，立桿套在鎖腳錨桿上。鎖腳錨桿采用φ28螺紋鋼筋，長度L=1.2 m、入巖深度0.8 m，外露0.4 m(巖石破碎地帶入巖深度加深至1.2 m)。

3.4 連排架墻件的布置

落地式雙排腳手架分為兩種型式：一種為剛性連墻件，一種為柔性連墻件，連墻件插筋均采用φ28螺紋鋼筋，灌注M20高標(biāo)號(hào)水泥砂漿進(jìn)行錨固。

腳手架剛性連墻件間排距按照2步3跨進(jìn)行布置，插筋均采用φ28螺紋鋼筋，長度L=0.7 m，入巖深度為0.5 m，外露0.2 m，灌注M20高標(biāo)號(hào)水泥砂漿進(jìn)行錨固(采用安全繩吊人用手風(fēng)鉆施工，漿液待凝時(shí)間超過3 d方可搭設(shè)排架)，連接點(diǎn)偏離主節(jié)點(diǎn)的距離不得大于30 cm。連墻件連接方式：對(duì)于坡度大于65°的邊坡，采用短架管套住插筋灌注水泥砂漿的方式固定，短架管與小橫桿采用活動(dòng)扣件連接，剛性連墻件與主排架成三角結(jié)構(gòu)。

柔性連墻件插筋采用φ28螺紋鋼筋，鋼筋長度為0.7 m，入巖深度為0.5 m，外露0.2 m，柔性拉錨采用φ16鋼繩(可由φ6.5圓鋼替代)與排架外側(cè)立桿、大小橫桿結(jié)合部位連接，拉錨繩與水平面成上傾45°角，拉錨鋼繩采用繩卡固定連接，繩卡固定每端不少于3道。柔性連墻件按照3步3跨進(jìn)行布置。腳手架柔性連墻件設(shè)置見圖1。

圖2 腳手架減載平臺(tái)示意圖

3.5 剪刀撐與斜撐的布置

排架外側(cè)全立面由底至頂連續(xù)設(shè)置剪刀撐，并且在排架上下側(cè)臨空面及中間每10跨布置一道斜撐，斜撐從下至上連續(xù)布置。

3.6 減載平臺(tái)的設(shè)置

排架搭設(shè)每20 m高度設(shè)置一層減載鋼平臺(tái)，減載平臺(tái)采用8#槽鋼，鋼平臺(tái)結(jié)構(gòu)間距1.5 m，平臺(tái)寬度不小于2 m，上支撐8#槽鋼的入巖深度為4 m(外露2 m)，下支撐8#槽鋼的入巖深度為2 m，上、下支撐鉆孔孔徑為100 mm，用不小于M20的水泥砂漿注漿飽滿。減載平臺(tái)上支撐槽鋼外露段與排架內(nèi)外立桿均雙面滿焊，焊縫高度不小于4 mm，排架大橫桿安裝至平臺(tái)上部。

同時(shí)，每層減載平臺(tái)前段采用φ16鋼絲繩與巖面固定吊拉分載，以分擔(dān)立桿對(duì)減載平臺(tái)的作用力，增加高排架的整體穩(wěn)定性。減載平臺(tái)設(shè)置見圖2。

根據(jù)危巖體的不同位置及特點(diǎn)，選擇不同的支護(hù)腳手架，可以有效地提高施工效率，增加施工期的安全。

4 結(jié) 語

隨著水電工程開發(fā)向高山峽谷區(qū)發(fā)展，高陡邊坡的施工變得極為普遍，其施工工藝、難度、工期、成本均大大提高，施工的難度也會(huì)越來越大,加之水電行業(yè)沒有排架規(guī)范,而建筑行業(yè)的規(guī)范排架又不超過50 m,但高陡邊坡支護(hù)工藝及排架施工又為必不可少的施工項(xiàng)目,因此，本工程成功的方案可以作為今后類似工程借鑒的資料。