摘 要：復(fù)雜的地質(zhì)條件下，邊坡開(kāi)挖后有效的支護(hù)方式對(duì)邊坡穩(wěn)定、生產(chǎn)進(jìn)度、施工安全相當(dāng)?shù)闹匾恼轮饕ㄟ^(guò)對(duì)錨索施工的工藝流程及常規(guī)巖體和堆積體的成孔方式、機(jī)械設(shè)備選用、安全等方面因素分析銅灣水電站高邊坡的施工特點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：銅灣水電站；高邊坡；施工技術(shù)；工程施工特點(diǎn)

1 概述

銅灣水電站位于懷化市中方縣境內(nèi)，為湖南省境內(nèi)沅水干流梯級(jí)開(kāi)發(fā)的第五級(jí)。電站廠房位于河岸右岸。右岸自然邊坡角38°～45°坡頂高度220m以上，岸坡大都基巖裸露。地表分布有第四紀(jì)松散堆積層，主要成分為碎塊石夾粘土。該地層不具備任何穩(wěn)定性，同時(shí)也是含水地層，當(dāng)含水量達(dá)到一定程度后，極易產(chǎn)生液化現(xiàn)象。地層主要為震旦紀(jì)下統(tǒng)南砣冰嘖巖組，巖性為含礫砂質(zhì)板巖。

1.1 邊坡開(kāi)挖后的巖石特性

從現(xiàn)場(chǎng)出露地層分析。施工部位巖石節(jié)理十分發(fā)育。在邊坡開(kāi)挖后，由于巖層應(yīng)力的重新分布，從而導(dǎo)致巖層卸荷裂隙的產(chǎn)生。由于節(jié)理、卸荷裂隙、層面的共同作用，導(dǎo)致整個(gè)邊坡潛在的不穩(wěn)定性。

1.2 錨索的分布

右岸邊坡分4個(gè)區(qū)域進(jìn)行開(kāi)挖、支護(hù)，即1#，2#，3#，4#邊坡。支護(hù)采用無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力錨索1000KN、2000KN兩種，錨索長(zhǎng)度為35m與40m交叉布置，孔徑φ130mm，錨固段為8m；其中1#山頭2000KN錨索長(zhǎng)度為45m與50m交叉布置，孔徑采用φ150mm，兩束之間間距為6m。

從邊坡開(kāi)挖后的地質(zhì)情況看1#邊坡主要由砂土、碎石、塊石堆積而成的堆積體邊坡。2#邊坡為巖石邊坡，下游側(cè)有一F2斷層。3#邊坡上游側(cè)為碎石砂土，下游側(cè)為巖石邊坡。4#邊坡為孤石堆積而成的堆積體與巖石體混合而成的邊坡。

2 錨索施工工藝

2.1 施工準(zhǔn)備及錨索孔定位

施工前采用φ40鋼管搭設(shè)4.0m×3.0m腳手架及施工所需平臺(tái)并予以加固?？孜粶y(cè)放由專(zhuān)業(yè)測(cè)量人員用全站儀對(duì)開(kāi)孔孔位高程、角度等進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)放，進(jìn)行簡(jiǎn)單標(biāo)示。

2.2 錨索鉆孔

邊坡錨索鉆孔主要采用YG-80型、100B型國(guó)產(chǎn)工程鉆機(jī)，鉆頭采用直徑150mm130mm，沖擊器采用CIR-130或CIR-110，鉆桿采用ф89mm或ф75mm。100T孔深35m和40m交叉布置，孔徑為φ130mm，200T孔深45m和50m交叉布置，孔徑為φ150mm，局部由于錨固段未達(dá)到完整基巖故加深至60m，孔徑錨索孔角度α=30°，孔位偏差控制在10cm。

2.3 錨索制安

2.3.1 錨索制作：施工所用剛絞線為國(guó)產(chǎn)1860級(jí)7φ5鋼絞線，長(zhǎng)度100T為36.5m、和41.5m，200T為46.5m和51.5m（根據(jù)孔深確定）。內(nèi)錨固段去皮去油用鋸沫逐根清除后，再用棉紗檫干凈，將灌漿管、排氣管、內(nèi)圈鋼絞線、外圈鋼絞線捆扎成一束，鋼絞線與灌漿管、排氣管之間用隔離支架分離，后用無(wú)鋅鉛絲綁扎，安裝好灌漿管、排氣管，后檢查通暢情況，合格后架空存放。

2.3.2 錨索安裝：錨索入孔安裝以人工為主，入孔時(shí)保持平順，均勻推進(jìn)，無(wú)旋轉(zhuǎn)錨索，以防止損壞索體結(jié)構(gòu)。

2.4 錨墩施工

錨墩基礎(chǔ)挖至基巖面，基礎(chǔ)清洗干凈后進(jìn)行鋼筋制作安裝，安裝鋼套管及鋼墊板，安裝完成后立模澆筑，錨墩砼為C35（7d），Ⅰ級(jí)配。

2.5 錨索灌漿

在錨墩拆除模板后，進(jìn)行錨索灌漿。灌漿設(shè)備采用ZJ-401型制漿機(jī)，灌漿泵采用SGB6-10型高壓灌漿泵，灌漿采用有壓循環(huán)灌漿法，所用水泥的強(qiáng)度等級(jí)為P.O42.5普通硅酸鹽水泥，水灰比為0.5：1，灌漿壓力0.2～0.3Mpa，當(dāng)排氣管有濃漿連續(xù)排出時(shí)，停止灌漿。

2.6 錨索張拉

內(nèi)錨固段灌漿和張拉墊墩混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，進(jìn)行錨索張拉，張拉前對(duì)每根錨索進(jìn)行了理論伸長(zhǎng)值計(jì)算。千斤頂采用YCB250B型，電動(dòng)油泵采用ZB4-5002型。

張拉工序?yàn)椋簭埨瓬?zhǔn)備→工作錨具安裝→預(yù)緊→整體張拉千斤頂安裝→分級(jí)張拉→達(dá)到設(shè)計(jì)張拉力→穩(wěn)定鎖定。

2.7 封錨

從工作錨具外端量起，留100mm鋼絞線，其余部分割除，錨頭作永久防腐處理。將錨具、鋼絞線外漏頭、鋼墊板表面水泥漿及銹蝕等清理干凈，并將錨墩砼結(jié)合面鑿毛用C25砼封閉。

3 施工特點(diǎn)及初期錨索施工中遇到的主要問(wèn)題

3.1 巖石邊坡錨索施工存在的問(wèn)題

銅灣電站巖石邊坡錨索施工多采用常規(guī)風(fēng)動(dòng)潛孔鉆施工成孔的方法，由于地層巖體破碎，裂隙孔洞多，在鉆進(jìn)過(guò)程中頻繁發(fā)生孔間大范圍長(zhǎng)距離跑風(fēng)、漏氣和塌孔現(xiàn)象。為了達(dá)到成孔的目的而采取反復(fù)固結(jié)護(hù)壁灌漿，多次掃孔成孔，對(duì)大裂隙、空洞采取堵、灌、填、結(jié)合的方法完成錨索孔的成孔施工。

3.2 堆積體邊坡錨索施工存在的問(wèn)題

由于堆積體地層為塊石碎石砂土和孤石組成，地層結(jié)構(gòu)松散。堆積體厚度平均37m，最大厚度50m。碎石、塊石、孤石含量約占35%～50%，砂土約占50%～65%，塊石間形成架空結(jié)構(gòu)，孤石間為碎石`砂土結(jié)構(gòu)軟弱夾層，結(jié)構(gòu)松散，常規(guī)的鉆孔施工工藝方法和錨索孔護(hù)壁灌漿的工藝方法顯然無(wú)法成孔，是1#邊坡施工中面臨的最突出的問(wèn)題之一。

4 錨索施工成孔技術(shù)

4.1 巖石邊坡錨索成孔技術(shù)

4.1.1 普通沖擊鉆成孔工藝

在施工右岸3#、4#巖石邊坡時(shí)主要采用YG-80、100B型等型號(hào)的國(guó)產(chǎn)工程鉆機(jī)，鉆頭采用直徑150mm130mm，沖擊器采用CIR-130或CIR-110，鉆桿采用ф89mm或ф75mm。在比較小的裂隙破碎帶，巖石情況比較好的微風(fēng)化或弱風(fēng)化巖石中一般每小時(shí)成孔4m～8m。

4.1.2 螺旋鉆成孔工藝

組合螺旋鉆是在常規(guī)沖擊鉆鉆桿的基礎(chǔ)上焊接厚6mm，旋距15mm高度20mm螺旋鋼板制成的特殊鉆桿，其工作原理是通過(guò)螺旋鉆桿旋轉(zhuǎn)掎推周?chē)?，使其排除孔外，這種工藝對(duì)于鉆進(jìn)過(guò)程中出現(xiàn)的跑風(fēng)漏氣無(wú)法用高壓風(fēng)排出的石渣比較適用。

4.2 堆積體邊坡錨索成孔工藝

在1#邊坡堆積體進(jìn)行錨索施工時(shí)，參照其它工程及左岸另一施工方的經(jīng)驗(yàn)，成孔技術(shù)選用偏心跟管鉆進(jìn)的方法，其基本原理是鉆進(jìn)時(shí)偏心錘頭在套管靴前偏出，通過(guò)與花鍵導(dǎo)向體內(nèi)置嵌卡機(jī)構(gòu)帶動(dòng)回轉(zhuǎn)切削巖石，同時(shí)錘頭體利用沖擊器的沖擊力，沖擊破碎巖石，鉆出比套管靴外徑大的鉆孔，使連接套管隨鉆孔加深同步跟進(jìn)，達(dá)到保護(hù)已鉆出的鉆孔孔壁的目的，當(dāng)跟管到所需深度后偏心鉆具收縮從套管內(nèi)孔中提出孔外，安裝錨索后拔出套管。

5 結(jié)束語(yǔ)

銅灣水電站右岸邊坡在開(kāi)挖過(guò)程中，3#、4#山頭出現(xiàn)了多次塌方，開(kāi)挖開(kāi)口線比原設(shè)計(jì)高出70m左右（邊坡垂直高為160m），如此高的邊坡在同類(lèi)灌流式電站中很少見(jiàn)，3#、4#山頭邊坡支護(hù)方式進(jìn)行了多次調(diào)整，后確定用無(wú)粘結(jié)錨索進(jìn)行支護(hù)，砂漿錨桿，掛網(wǎng)噴砼作為輔助邊坡穩(wěn)定支護(hù)。無(wú)粘結(jié)錨索在施工中嚴(yán)格控制好每一道施工程序，每到工序均一次性驗(yàn)收合格，無(wú)返工。

作者簡(jiǎn)介：楊應(yīng)（1981，2-），男，甘肅省定西人，四川水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院工程勘察設(shè)計(jì)院助理工程師，主要研究方向?yàn)樗姽こ淘O(shè)計(jì)。