吉音水庫(kù)岸坡支護(hù)工程施工技術(shù)應(yīng)用分析

趙平

【摘 要】岸坡支護(hù)工程施工是水利水電工程的主體建設(shè)項(xiàng)目，對(duì)施工技術(shù)的要求非常高。通常，水庫(kù)壩體岸坡的地質(zhì)環(huán)境比較復(fù)雜，地質(zhì)災(zāi)害、建筑質(zhì)量等原因影響壩體岸坡的牢固性。對(duì)此，水庫(kù)壩體岸坡的建設(shè)必須按照?qǐng)D紙?jiān)O(shè)計(jì)的要求施工。新疆吉音水庫(kù)作為新疆和田地區(qū)的大型水電工程項(xiàng)目，水庫(kù)的壩肩、岸坡均屬高陡、薄層順向坡，岸坡開(kāi)挖的穩(wěn)定性問(wèn)題十分突出。文章通過(guò)對(duì)吉音水庫(kù)岸坡水文地質(zhì)狀況進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)勘查，掌握工程建設(shè)的詳細(xì)概況，考慮施工現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)因素，提出相應(yīng)的施工方案和施工方法，保證了水庫(kù)施工的質(zhì)量，為新疆水利水電工程的建設(shè)樹(shù)立標(biāo)桿。

【關(guān)鍵詞】岸坡支護(hù);施工技術(shù);吉音水庫(kù)

【中圖分類(lèi)號(hào)】TV5 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1674-0688（2022）02-0081-03

0 引言

岸坡的施工建設(shè)是壩體建設(shè)中重要的施工項(xiàng)目，而且壩體岸坡的地質(zhì)環(huán)境比較復(fù)雜，導(dǎo)致壩體滑坡的因素很多，除了地質(zhì)災(zāi)害，還與工程質(zhì)量有很大的關(guān)系。因此，必須按照水庫(kù)岸坡建設(shè)的圖紙?jiān)O(shè)計(jì)和地質(zhì)條件，選擇合適的支護(hù)結(jié)構(gòu)并根據(jù)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)施工方案和科學(xué)施工。現(xiàn)以新疆和田地區(qū)吉音水庫(kù)岸坡支護(hù)工程為例，闡述多種支護(hù)施工技術(shù)在水庫(kù)岸坡項(xiàng)目建設(shè)中的具體落實(shí)措施。

1 工程概述

吉音水庫(kù)是新疆和田地區(qū)于田縣境內(nèi)規(guī)模比較大的水利水電工程，水庫(kù)位于克里雅河流域的上游，水庫(kù)所在地的河谷呈“U”形，正常蓄水時(shí)谷寬500 m;兩岸山頂海拔為2 400～3 100 m，相對(duì)階地面高差為200～400 m，岸坡自然坡度為30°～40°，局部達(dá)45°。兩岸岸坡大部分為風(fēng)積粉土覆蓋，其厚度為5～25 m?，F(xiàn)代河流靠右岸，為一深切河槽，河槽岸坡陡立（60°～80°），基巖裸露;河槽頂部的寬度為60～90 m，階地面寬度為350～500 m，左岸有寬闊的Ⅲ級(jí)階地，階地面高程為2 500～

2 600 m。復(fù)雜的地質(zhì)條件成為制約水庫(kù)正常施工建設(shè)的主要因素，也是導(dǎo)致施工中事故頻繁發(fā)生的主要原因，從而造成水庫(kù)建設(shè)成本過(guò)高。針對(duì)吉音水庫(kù)岸坡支護(hù)工程施工中存在的困難，提出了具體的施工方案和措施。

2 施工項(xiàng)目的基本情況

根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)情況，壩體沿壩軸線基本分3個(gè)大的區(qū)段進(jìn)行施工，即左岸坡段、河道段和右岸坡段。

2.1 左岸坡段

左岸段樁號(hào)0-045～0+370.883長(zhǎng)約416 m，針對(duì)壩基地質(zhì)巖層的不同又分為左岸坡基巖段（樁號(hào)0-045～0+107.669長(zhǎng)152.669 m）和左岸槽孔混凝土防滲墻（樁號(hào)0+107.699～0+370.883長(zhǎng)263.214 m）兩段，地形相對(duì)平緩，作業(yè)面寬闊，不受河水的影響，目前左岸臨山和臨河處有現(xiàn)成的環(huán)形施工道路，有利于大型土石方機(jī)械設(shè)備進(jìn)場(chǎng)和分區(qū)段開(kāi)挖作業(yè)，在開(kāi)挖的同時(shí)為盡可能早地開(kāi)展趾板和混凝土防滲墻的施工，保證施工質(zhì)量，減少后期壩體填筑的壓力，按自上而下、先上游后下游的開(kāi)挖方式進(jìn)行作業(yè)，確保趾板和防滲墻部位的開(kāi)挖成型。

2.2 河道段

主河道段樁號(hào)0+0 370.883～0+444.702長(zhǎng)73.891 m，也為高趾墻段，截流后進(jìn)行開(kāi)挖、澆筑高趾墻混凝土，并進(jìn)行基礎(chǔ)處理和壩體天然砂礫石料、堆石料的填筑。該區(qū)段位于主河道，河道狹窄，兩岸基巖出露，岸坡陡峭，施工作業(yè)面較小，受滲水的影響較大，在做好上游圍堰的防滲的同時(shí)，必須加強(qiáng)壩基作業(yè)面的抽排水。該段高趾墻混凝土和天然砂礫石料、土料和回填料的施工在冬季進(jìn)行，因此必須采取高趾墻混凝土的冬季施工措施和汛期前做好砂礫石料的開(kāi)采和儲(chǔ)備工作，保障河道段天然砂礫石料填筑到2 428.60 m高程，壩體具備度汛條件。

2.3 右岸坡段

右岸段樁號(hào)0+444.702～0+620.521長(zhǎng)175.819 m，壩肩為基巖，岸坡較陡，結(jié)合修建表孔溢洪洞進(jìn)口的臨時(shí)道路，在不影響和干擾其他標(biāo)段施工的情況下，自上而下分層開(kāi)挖。右岸岸坡較陡，表層覆蓋層較薄，在形成開(kāi)挖爆破平臺(tái)前，施工機(jī)械和作業(yè)人員的安全應(yīng)放到首位，同時(shí)在開(kāi)挖爆破時(shí)易造成渣料沿山坡滾落堵塞原河道或減少河道過(guò)水?dāng)嗝?，影響河道的行洪能力，因此在開(kāi)挖過(guò)程中尤其在汛期，應(yīng)避免開(kāi)挖渣料向河道傾倒，巖石爆破采用控制爆破措施。右岸趾板及壩肩開(kāi)挖邊坡較陡，道路布置困難，不利于大型機(jī)械的開(kāi)挖且開(kāi)挖石渣容易滾落至河內(nèi)，因此大壩開(kāi)挖時(shí)道路布置和河道防堵將是右岸壩肩開(kāi)挖的重點(diǎn)。

3 施工方案

岸坡支護(hù)的類(lèi)型包括錨桿、錨（筋）樁、預(yù)應(yīng)力錨索，噴射混凝土、鋼筋網(wǎng)噴射混凝土、錨桿及各種噴射混凝土的組合[1]。為保證開(kāi)挖邊坡施工的安全、對(duì)開(kāi)挖后的邊坡及時(shí)進(jìn)行支護(hù)，邊坡分層開(kāi)挖時(shí)，下層開(kāi)挖施工在上一層開(kāi)挖后的巖面支護(hù)完成后方可開(kāi)始。岸坡支護(hù)施工流程：清理浮石→打孔→安裝錨桿→掛鋼筋網(wǎng)→沖洗巖面→噴射混凝土→養(yǎng)護(hù)。錨桿、錨筋樁采用液壓鉆、氣腿式風(fēng)鉆鑿孔，注漿采用20 m3/min空壓機(jī)配合專(zhuān)用注漿器進(jìn)行。預(yù)應(yīng)力錨索采用鉆機(jī)鉆孔，鉆孔結(jié)束后及時(shí)進(jìn)行深孔固結(jié)灌漿，擴(kuò)孔，錨索吊裝，封孔灌漿。

4 施工方法

4.1 邊坡噴錨支護(hù)

邊坡噴錨支護(hù)是水庫(kù)岸坡支護(hù)施工中常規(guī)的方法，通過(guò)噴漿（噴射混凝土）防護(hù)巖質(zhì)較差的邊坡。當(dāng)邊坡上的巖層風(fēng)化、破碎比較嚴(yán)重時(shí)，巖土發(fā)生崩塌和碎塊掉落，邊坡的穩(wěn)定性受到嚴(yán)重的影響，有效的方法就是采取邊坡噴錨支護(hù)。噴錨支護(hù)使用的錨桿材質(zhì)可分為樹(shù)脂錨桿、塑料錨桿、水泥錨桿和縫管錨桿。錨桿施工質(zhì)量對(duì)整個(gè)岸坡的安全和工程質(zhì)量起到重要的作用，因此要嚴(yán)格把控水泥、砂子和鋼筋等施工材料的質(zhì)量，加入錨桿水泥砂漿中的各類(lèi)添加劑不得含有對(duì)錨桿產(chǎn)生腐蝕性的化學(xué)成分。鉆孔施工中要確保錨桿鉆孔位正確，孔徑、孔深要符合施工設(shè)計(jì)要求。施工結(jié)束后使用風(fēng)機(jī)吹干凈孔內(nèi)雜物?？纵^深且成孔困難時(shí)，可采用先插管后注漿的方法，將錨桿及灌漿設(shè)備放入孔中、居中。灌漿機(jī)通過(guò)進(jìn)漿管注漿，當(dāng)泥漿溢出排氣管時(shí)應(yīng)及時(shí)封閉進(jìn)漿管和排氣管。當(dāng)錨桿孔內(nèi)進(jìn)水時(shí)，可采取比較簡(jiǎn)單的孔內(nèi)注漿排水方法排除錨桿孔中的水，而且要保證泥漿不被水沖走或者稀釋。如果邊坡的平整度不太理想，可采用鋼筋網(wǎng)沿開(kāi)挖面鋪設(shè)，錨桿與鋼筋網(wǎng)綁牢固，以免混凝土在噴射過(guò)程中產(chǎn)生顫動(dòng)而影響到混凝土的凝結(jié)?；炷羾娚鋾r(shí)要控制好水灰比在0.4～0.5，還要注意噴層厚度、平整度和均勻性，減少回彈率。邊坡噴錨支護(hù)施工的工藝流程：邊坡清理→錨桿→鉆孔→注漿→安裝錨桿→坡面清洗→噴射→掛網(wǎng)→拌漿等。

4.2 錨桿施工

應(yīng)選用高強(qiáng)度的螺紋鋼筋制作錨桿，采用標(biāo)號(hào)不低于P.O32.5的水泥砂漿，使用最大粒徑小于2.5 mm的中細(xì)砂，注漿錨桿水泥砂漿的強(qiáng)度不低于20 MPa[2]。必要時(shí)加入速凝劑，摻量為水泥砂漿的2%～3%，使用JZ-350型攪拌機(jī)攪拌。錨桿施工的主要流程包括鉆孔、清孔、錨桿加工、灌漿等環(huán)節(jié)。①鉆孔：錨桿孔位由測(cè)量人員根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙布孔。孔位偏差小于10 cm，系統(tǒng)錨桿孔軸方向垂直于開(kāi)挖面或巖體結(jié)構(gòu)面，錨桿束將嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求的角度逐孔放樣確定孔位。各施工部位按要求，分用采用液壓鉆機(jī)或手風(fēng)鉆造孔。②清孔：鉆孔結(jié)束后，采用高壓風(fēng)清孔至驗(yàn)收合格。③錨桿加工：按照?qǐng)D紙?jiān)O(shè)計(jì)的要求和建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)使用φ28 mm的Ⅱ級(jí)鋼筋且鋼筋要求拉直、除掉銹跡和油跡。④灌漿：灌漿的水泥應(yīng)使用強(qiáng)度等級(jí)不低于32.5 MPa的普通硅酸鹽水泥，并且加入速凝劑或者不產(chǎn)生腐蝕成分的其他外加劑，水泥砂漿的強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于20 MPa，水泥砂漿的稠度和添加劑的比例要符合水泥砂漿施工的要求。錨桿施工過(guò)程采取“先安裝錨桿后注漿”的方法，打孔使用的鉆頭直徑應(yīng)大于錨桿直徑25 mm以上[3]。在錨桿施工前按技術(shù)要求進(jìn)行灌漿密實(shí)度試驗(yàn)，首先準(zhǔn)備加工好的錨桿以及與錨桿孔同直徑的塑料管，將塑料管放置在與設(shè)計(jì)錨桿相同傾角的坡面上，按現(xiàn)場(chǎng)的注漿工藝和砂漿配合比進(jìn)行注漿，養(yǎng)護(hù)7 d后剖開(kāi)塑料管道檢查灌漿密實(shí)度，經(jīng)實(shí)驗(yàn)可選用一組砂漿配合比和相應(yīng)的注漿工藝指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工，確保注漿飽滿、密實(shí)。

4.3 預(yù)應(yīng)力錨索施工

（1）錨索施工。預(yù)應(yīng)力錨索施工的具體方法：鉆孔機(jī)械宜采用輕便靈活的鉆機(jī)，便于在交通條件困難的邊坡上使用。孔徑為φ120+3-0 mm，要求孔深大于設(shè)計(jì)孔深的0.5 m，全孔要求孔斜誤差角度不大于2°。錨孔要求均勻光滑，內(nèi)錨固段則要粗糙，內(nèi)錨固段必須設(shè)置在巖體內(nèi)且保證留有一定的安全深度。造孔完成后將孔內(nèi)的雜質(zhì)或積水處理干凈，測(cè)量和記錄孔徑、孔深、孔斜，作為驗(yàn)收穿束依據(jù)，如遇到巖石破碎或斷層帶時(shí)，應(yīng)延長(zhǎng)孔深至基巖內(nèi)，延伸長(zhǎng)度應(yīng)大于錨固段長(zhǎng)度0.5 m。

（2）錨索施工。采購(gòu)的鋼絞線應(yīng)有產(chǎn)品說(shuō)明，并對(duì)采購(gòu)的每批鋼絞線盤(pán)數(shù)的3%抽樣檢查，對(duì)抽樣的鋼絞線進(jìn)行頭部與尾端的材質(zhì)檢驗(yàn)，檢驗(yàn)性能是否達(dá)到使用指標(biāo)。凡檢測(cè)出強(qiáng)度、延伸率、伸直性和松弛性能中任何一項(xiàng)不達(dá)標(biāo)，鋼絞線表面出現(xiàn)銹蝕、碰傷、腐蝕、散股等問(wèn)題，均不能使用，同時(shí)抽樣檢測(cè)錨具、夾片、錨墊板是否達(dá)到產(chǎn)品的性能指標(biāo)或設(shè)計(jì)要求[4]，高壓電動(dòng)油泵、配套壓力表、鉆機(jī)、漿泵、空壓機(jī)、千斤頂、觀測(cè)儀器和量測(cè)儀器等應(yīng)具有合格證和使用說(shuō)明書(shū)。

（3）錨索制造。根據(jù)每個(gè)孔的深度和千斤頂?shù)拈L(zhǎng)度確定并截取鋼絞線的長(zhǎng)度，圖紙規(guī)定的鋼絞線長(zhǎng)度為孔深+張拉千斤頂長(zhǎng)度+外錨頭混凝土墩高度+錨墊板厚+工作錨具高+工具錨具高+外余量（200 mm）。使用砂輪切割機(jī)截?cái)噤摻g線。對(duì)鋼絞線要保護(hù)良好，防止受潮銹蝕、腐蝕或碰砸傷損。

（4）內(nèi)錨固段灌漿。內(nèi)錨固段灌漿要求有壓灌漿。采用早強(qiáng)型525#抗酸水泥，水泥砂漿標(biāo)號(hào)不能低于450#，水泥砂漿水灰比為0.45～0.5，灰砂比為1∶1。錨孔灌漿時(shí)，從灌漿管灌漿，灌漿管邊灌邊抽，至內(nèi)錨固段灌滿后，將灌漿管抽到外部0.5 m左右為止，再用風(fēng)機(jī)吹凈灌漿管內(nèi)的殘留物。

（5）外錨頭混凝土墊座制作。采用早強(qiáng)型525#抗酸水泥，混凝土標(biāo)號(hào)為C30#，混凝土墊座內(nèi)布有受力鋼筋。在混凝土墊座錨孔內(nèi)，予埋漸變管一個(gè)，長(zhǎng)度從墩面插入巖石孔口內(nèi)即可。外錨頭混凝土墊座高度不小于0.9 m。

（6）錨索張拉。錨索張拉要求外錨頭混凝土墊座強(qiáng)度應(yīng)達(dá)到C30#，張拉前安裝好千斤頂、錨索和墊板均?？刹捎肶CW150型油壓千斤頂進(jìn)行整束張拉。張拉荷載等級(jí)，初次穩(wěn)壓5 min，初始荷載20 min，之后每增加5 min，荷載增加至40 t、80 t，7 d后再次張拉，110 t（穩(wěn)壓20 min）鎖定→抽查補(bǔ)償張拉至110 t（穩(wěn)壓10 min）鎖定。

（7）灌漿。漿液采用早強(qiáng)型525#抗酸水泥，水泥砂漿標(biāo)號(hào)為R28300#，水泥砂漿∶灰砂比為1∶1，水灰比為0.4～0.45。當(dāng)排氣管內(nèi)出現(xiàn)的回漿呈濃漿時(shí)，可在30 min后封漿，從錨具夾片縫隙中觀測(cè)、分析灌滿程度。截外留多余部分鋼絞線。留作長(zhǎng)期觀測(cè)錨索的外錨頭（安裝測(cè)力計(jì)的錨索）用鐵皮罩保護(hù)。

4.4 掛網(wǎng)鋼筋施工

針對(duì)開(kāi)挖斷面的形狀，確定場(chǎng)外或現(xiàn)場(chǎng)制作網(wǎng)片，若斷面形狀較規(guī)則平整，采用場(chǎng)外制作網(wǎng)片，然后現(xiàn)場(chǎng)拼接，若斷面形狀不規(guī)則，起伏較大，則采用現(xiàn)場(chǎng)制作網(wǎng)片，現(xiàn)場(chǎng)拼接，拼接時(shí)應(yīng)注意與巖壁緊貼。施工技術(shù)措施：鋼筋網(wǎng)的網(wǎng)格各對(duì)邊的間距應(yīng)保持在10 cm以上，使用前清除網(wǎng)上的銹蝕。鋼筋通過(guò)焊接將鋼筋網(wǎng)固定在邊坡上，和巖石面之間襯墊混凝土塊。使用直徑為6～12 mm、強(qiáng)度為240 MPa的鋼筋網(wǎng)架。在噴射中有大量回彈物架在鋼筋網(wǎng)上時(shí)必須清除，防止包裹在噴層中。必須用噴射混凝土填滿鋼筋網(wǎng)與巖面之間的空隙，并且確保泥漿鋼筋粘貼良好。掛網(wǎng)鋼筋施工的流程包括施工準(zhǔn)備、鋼筋除銹、網(wǎng)片制作、掛網(wǎng)、焊聯(lián)和噴砼等環(huán)節(jié)。

4.5 噴砼施工

施工的水泥選擇使用具有抗硫酸鹽侵蝕性、強(qiáng)度等級(jí)為P.O42.5的普通硅酸鹽水泥，砂料選用含水率為5%～7%的粗、中砂，粗骨料選用粒徑不應(yīng)大于15 mm的卵石或碎石。速凝劑的添加應(yīng)該按照骨料配比要求實(shí)施，凝固時(shí)間不能大于10 min。鋼筋網(wǎng)采用直徑為4～12 mm、屈服強(qiáng)度不低于210 N/mm2的光面鋼筋，鋼筋網(wǎng)間距為150～250 mm。本工程在施工中使用攪拌機(jī)和混凝土噴射機(jī)完成泥漿的拌機(jī)和噴射。①?lài)娗皽?zhǔn)備：混凝土拌制利用本標(biāo)的混凝土拌和站，或根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況在洞口拌制。利用3 m3混凝土罐車(chē)運(yùn)輸至洞內(nèi)施噴。噴射前對(duì)噴射面進(jìn)行檢查，及時(shí)清除噴射面黏著的污跡、臟物和石渣等雜物;搭建施工平臺(tái);清掃巖面;鋪設(shè)控制噴射混凝土厚度的檢驗(yàn)鋼筋條;作業(yè)區(qū)應(yīng)具備相關(guān)的通風(fēng)與照明設(shè)備[5]。施工前檢查和操作所有施工設(shè)備運(yùn)行狀況。②噴射砼施工：在噴射混凝土前對(duì)外加劑成分的泥漿做質(zhì)量和抗壓強(qiáng)度的測(cè)驗(yàn)，當(dāng)結(jié)果符合圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的要求后方可進(jìn)行噴射混凝土施工。按照?qǐng)D紙要求的噴射厚度噴射，本次混凝土的噴射與下一次噴射的間隔不少于3 h。噴射作業(yè)必須按照相關(guān)規(guī)程操作，保持噴射的連續(xù)性和工作風(fēng)壓的穩(wěn)定性，如果中斷噴射作業(yè)，要及時(shí)清理噴射機(jī)和料管中的泥漿[6]。預(yù)埋的檢驗(yàn)鋼筋條在噴混凝土工程檢驗(yàn)后將露出噴混凝土表面的部分割除，以便保持鋼筋條的切割面與混凝土表面平整。③養(yǎng)護(hù)：噴射混凝土終凝2 h后為了防止混凝土面開(kāi)裂，應(yīng)該及時(shí)噴水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間為7個(gè)晝夜左右，根據(jù)天氣條件可以增加到14個(gè)晝夜，當(dāng)空氣濕度較大或者雨天時(shí)，可減少?lài)娝B(yǎng)護(hù)的時(shí)間。鋼筋網(wǎng)噴射混凝土的支護(hù)厚度應(yīng)在80～200 mm。采用人工在巖面上鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)，與錨桿焊接連接。鋼筋網(wǎng)與巖面距離保持3 cm左右，鋼筋網(wǎng)最小保護(hù)層厚度為2 cm。鋼筋網(wǎng)的搭接長(zhǎng)度及同截面的接頭個(gè)數(shù)必須滿足規(guī)范要求。

5 結(jié)語(yǔ)

總之，岸坡支護(hù)工程施工是水利水電項(xiàng)目建設(shè)中的主要內(nèi)容之一，項(xiàng)目施工首先要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況采取不同的支護(hù)方式，選擇比較適宜的施工方法，然后做好施工準(zhǔn)備，科學(xué)合理地運(yùn)用施工技術(shù)，嚴(yán)格按照?qǐng)D紙和技術(shù)方案進(jìn)行施工，保證施工質(zhì)量，為后續(xù)的工程建設(shè)提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

參 考 文 獻(xiàn)

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