仵 凌 豐， 李 明， 李 俊， 范 金

(中國(guó)水利水電第十工程局有限公司，四川 成都 610072)

1 工程概述

勝利水電站位于四川省雅安市天全縣境內(nèi)，為引水式開發(fā)。新建電站為原勝利電站擴(kuò)機(jī)改造工程，增加了2臺(tái)單機(jī)容量為20 MW的機(jī)組。新建尾水渠穿越原電站升壓站(尾)0+020.81～0+061.53，新建尾水渠邊坡開挖總高度為25 m，坡比主要以1∶0.3為主，部分開挖邊線已侵占原升壓站。按照常規(guī)開挖方案，需要對(duì)原電站停機(jī)進(jìn)行升壓站改造。新建尾水渠與原電站升壓站位置關(guān)系見圖1。

圖1 新建尾水渠與原電站升壓站位置關(guān)系平面示意圖

由于施工現(xiàn)場(chǎng)坡度較陡、場(chǎng)地狹窄、道路受限、大型設(shè)備不能進(jìn)入而導(dǎo)致施工難度較大。同時(shí)，原升壓站地質(zhì)情況主要以雜土、粉土、粉質(zhì)粘土、卵石等回填為主，不利于邊坡開挖穩(wěn)定?？紤]到該段尾水渠開挖支護(hù)施工將對(duì)升壓站的安全穩(wěn)定及正常運(yùn)行造成影響，在施工過程中，經(jīng)多次方案優(yōu)化，最終確定在調(diào)整新建尾水渠左側(cè)土石邊坡開挖坡比的同時(shí)，在新建尾水渠開挖施工前，采用“超前微型樁”的支護(hù)方法對(duì)升壓站外側(cè)邊坡進(jìn)行預(yù)加固處理，如此實(shí)施，既確保了不破壞原升壓站的原有結(jié)構(gòu)，同時(shí)亦能保證左側(cè)高邊坡開挖的穩(wěn)定。

2 施工規(guī)劃

根據(jù)該工程施工特點(diǎn)，新建尾水渠左側(cè)距離升壓站外側(cè)構(gòu)架較近，且其上方有高壓線通過，大型設(shè)備不能進(jìn)入。施工通道主要依靠原進(jìn)場(chǎng)公路進(jìn)入，經(jīng)升壓站到上游側(cè)邊坡位置，利用小型挖掘機(jī)在穿越邊坡附近修筑臨時(shí)挖掘機(jī)道路，采用自上而下甩渣形式修筑道路至693.8 m高程，先形成頂部超前微型樁施工平臺(tái)，再利用施工平臺(tái)完成其以上邊坡的支護(hù)施工。平臺(tái)以上邊坡支護(hù)完成后，開始超前微型樁的施工，微型樁利用HM90液壓履帶式鉆機(jī)鉆孔，為防止覆蓋層塌孔，采用跟進(jìn)套管法施工，套管根據(jù)鉆孔深度及時(shí)跟進(jìn)。由于微型樁施工平臺(tái)與進(jìn)場(chǎng)公路高差較大，加之道路場(chǎng)地受限，鉆孔設(shè)備不能直接運(yùn)至作業(yè)面，需采用25 t吊車由進(jìn)場(chǎng)道路吊至施工作業(yè)面。超前微型樁施工完成且滿足強(qiáng)度要求后即可開始高程693.8 m以下垂直邊坡的開挖施工，其邊坡支護(hù)緊跟開挖及時(shí)進(jìn)行。風(fēng)水電的布置主要采用就近布置的方法進(jìn)行。

3 主要施工方法

3.1 高程693.8 m以上的邊坡施工

邊坡開挖：新建尾水渠左側(cè)高程693.8 m以上的邊坡主要為老升壓站回填基礎(chǔ)，其地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜?？紤]到該段尾水渠邊坡開挖支護(hù)施工將對(duì)升壓站的安全穩(wěn)定及正常運(yùn)行造成影響，遂將高程693.8 m邊坡坡度調(diào)整為1∶0.5?，F(xiàn)場(chǎng)采用分層開挖、同時(shí)修整邊坡的方式進(jìn)行，開挖的石渣采用甩渣型式自高程693.8 m施工平臺(tái)甩至進(jìn)場(chǎng)公路，再由裝載機(jī)裝車運(yùn)至指定渣場(chǎng)。

邊坡支護(hù)：為防止邊坡長(zhǎng)時(shí)間暴露而發(fā)生失穩(wěn)，開挖完成后先噴射一層素混凝土封閉巖面，再進(jìn)行后續(xù)支護(hù)施工，局部采用鋪設(shè)彩條布的方式先臨時(shí)覆蓋封閉以防止雨水沖刷造成邊坡失穩(wěn)。

3.2 “超前微型樁”施工

(1)設(shè)計(jì)支護(hù)范圍、設(shè)計(jì)參數(shù)及工藝流程。

新建尾水渠(尾)0+020.81～0+061.53段需要穿越原勝利電站升壓站，需要超前采用微型樁加固處理的范圍為(尾)0+027～0+045段，長(zhǎng)度為18 m，布置兩排孔徑為150 mm的超前微型樁，孔深14 m，入巖3～3.5 m，間排距1 m×1.5 m，樁孔呈矩形布置?？變?nèi)布置3φ25錨筋束，鉆孔跟進(jìn)套管安裝施工，出漿孔呈梅花形布置，環(huán)距20～30 cm，每環(huán)3～5孔，通過出漿孔對(duì)覆蓋層土體進(jìn)行固結(jié)灌漿。超前微型樁布置情況見圖2。

施工工藝流程：場(chǎng)地平整→測(cè)量定位→跟管鉆進(jìn)(至設(shè)計(jì)深度)→鋼花管及錨筋束加工→下設(shè)φ150鋼花管→下設(shè)錨筋束→起拔地質(zhì)套管→封孔預(yù)埋灌漿管→冠梁及蓋板施工→固結(jié)灌漿→養(yǎng)護(hù)→驗(yàn)收。

圖2 超前微型樁及后期開挖邊坡支護(hù)示意圖

(2)鉆 孔。

設(shè)計(jì)鉆孔要求：超前微型樁為孔徑150 mm的鋼花管，鉆孔的開孔偏差不得大于10 cm，孔斜偏差不得大于孔深的1%，終孔孔徑不得小于設(shè)計(jì)孔徑150 mm，鉆孔孔位、方向、孔徑及孔深均按設(shè)計(jì)圖及技術(shù)要求執(zhí)行。

鉆孔孔位：按設(shè)計(jì)圖紙范圍及測(cè)量已標(biāo)記出來的孔位鉆孔，確保開孔偏差不大于10 cm，鉆機(jī)垂直度采用水平尺控制。

鉆孔方法：結(jié)合該工程地質(zhì)特點(diǎn)，采用HM-90A液壓潛孔鉆機(jī)進(jìn)行沖擊跟管(套管直徑為194 mm)鉆進(jìn)，鉆孔孔徑、孔深滿足設(shè)計(jì)要求。在鉆孔過程中，采用高壓風(fēng)排渣并根據(jù)地層的變化，隨時(shí)調(diào)整鉆孔參數(shù)和鉆孔工藝以提高工效。鉆孔過程中的孔斜控制采用粗徑鉆桿加設(shè)扶正器以保證孔斜偏差。鉆進(jìn)達(dá)到設(shè)計(jì)深度后，不立即停鉆，穩(wěn)鉆一段時(shí)間，以保證達(dá)到設(shè)計(jì)孔徑。鉆孔完成后，使用高壓空氣將孔內(nèi)的巖粉及水體全部清除出孔外，以免降低漿液與孔壁巖土體的粘結(jié)強(qiáng)度。鉆孔過程中，詳細(xì)記錄孔內(nèi)的巖層情況，特別注重對(duì)基巖段巖層情況的描述與判斷，并確保鉆入基巖3～3.5 m。

(3)鋼花管及錨筋束的制作與安裝。

鉆孔結(jié)束后，須經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理人員檢驗(yàn)合格后方可進(jìn)行下道工序施工，當(dāng)鋼花管下設(shè)完畢，立即下設(shè)錨筋束，隨后開始起拔地質(zhì)套管。

鋼花管的制作、安裝：采用φ150(壁厚5 mm)的鋼管制作鋼花管，花管出漿孔環(huán)距20～30 cm、每環(huán)3～5個(gè)、梅花型布置，出漿孔孔徑為10 mm，以保證漿液能夠從孔中溢出。鋼管底部采用焊接封堵或用編制袋封堵，防止鋼花管下入過程中土或砂石進(jìn)入管中。當(dāng)鉆孔完成后，及時(shí)下入鋼花管，鋼管連接方式采用絲牙對(duì)接或用3φ14鋼筋幫焊連接，焊接長(zhǎng)度不小于10d(d為鋼筋直徑，不小于14 cm)，鋼花管下放完成后鋼管頂部應(yīng)與地面水平。

錨筋束的制作、安裝：錨筋束采用3根φ25的螺紋鋼制作，采用單面搭接焊連接成14 m，接頭錯(cuò)開布置距離≥1 m，搭接長(zhǎng)度不小于10d(不小于25 cm)。錨筋束上安裝一根φ20的PE注漿管，距孔底50 cm。待鋼花管安裝結(jié)束后下入錨筋束。為確保錨筋束位于花管中心，在錨筋束周圈每隔5 m左右焊接定位支架。錨筋束預(yù)留20 cm在孔口外以備頂部冠梁連接，待錨筋束安裝完成且地質(zhì)套管起拔完后立即進(jìn)行水泥砂漿封口和蓋梁及蓋板施工，完成后且強(qiáng)度滿足要求后方可進(jìn)行固結(jié)灌漿作業(yè)。

(4)起拔套管。

錨筋束下設(shè)完成后，使用80 t級(jí)的拔管機(jī)對(duì)套管進(jìn)行起拔，起拔過程中注意鋼花管是否跟著往上升，同時(shí)確保施工安全。

(5)冠梁及蓋板施工。

錨筋束下設(shè)完成且孔口封閉完成后，開始鋼管樁冠梁的施工。冠梁類型為型鋼連系梁，采用I18型鋼將相鄰的鋼管樁頂部焊接成一個(gè)整體，以提高兩排鋼管樁的整體穩(wěn)定性。冠梁施工完成后，開始蓋板混凝土的澆筑施工，蓋板尺寸為長(zhǎng)18 m、寬3 m、高0.3 m，采用C20混凝土。蓋板混凝土的作用主要是增加灌漿蓋重。

(6)注 漿。

注漿材料：灌漿用的水泥采用P.O42.5級(jí)普通硅酸鹽水泥，符合規(guī)定的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)；

施工記錄：灌漿過程中的計(jì)量采用人工計(jì)量；

灌漿水灰比：水灰比為0.5∶1，采用純水泥漿液進(jìn)行灌注；

灌漿壓力：高程690 m以上的屏漿壓力為0.1～0.3 MPa，高程690 m以下的屏漿 壓 力 為0.3～0.5 MPa。

注漿方式及結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)：錨筋束安裝后，通過與錨筋束捆綁在一起的φ20灌漿管，用SGB6-10型高壓灌漿泵進(jìn)行固結(jié)灌漿。

特殊情況的處理：在灌漿過程中若出現(xiàn)坡體漏漿、吸漿量大、冒漿等，需采用間歇灌漿法或反復(fù)屏漿法進(jìn)行灌注，并確保樁孔內(nèi)的漿液飽滿。

3.3 高程693.8 m以下的邊坡施工

邊坡開挖：超前微型樁支護(hù)施工完成后并達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后再開始高程693.8～683.3 m層的開挖。由于該層基本為覆蓋層，開挖一層，及時(shí)支護(hù)一層，當(dāng)開挖至適當(dāng)高程時(shí)，在臨邊側(cè)鋼管微型樁中部設(shè)置腰梁，腰梁采用型鋼與鋼管微型樁進(jìn)行焊接，使鋼管樁中部連接成一個(gè)整體以提高鋼管樁的穩(wěn)定性。高程683.3 m以下的邊坡為粉砂質(zhì)泥巖，遇水泥化，開挖采取鉤巖機(jī)配合破碎錘的開挖方式進(jìn)行。

邊坡支護(hù)：高程 690～683.3 m的邊坡采用φ32自進(jìn)式中空錨桿結(jié)合20 cm厚、C20噴混凝土聯(lián)合支護(hù)。高程683.3 m以下邊坡采用φ22系統(tǒng)錨桿結(jié)合20 cm厚、C20噴混凝土聯(lián)合支護(hù)。邊坡開挖及支護(hù)情況見圖2。

4 施工期的安全監(jiān)測(cè)

通過安裝、埋設(shè)監(jiān)測(cè)儀器，每天采用全站儀對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)埋設(shè)的水平位移和高程位移進(jìn)行觀測(cè)并記錄，長(zhǎng)時(shí)間的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)表明：該邊坡未發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象，邊坡整體穩(wěn)定。

5 安全防護(hù)

為保證升壓站臨邊部位的施工與行走安全，沿升壓站邊坡開口線和高程693.8 m鋼管樁施工平臺(tái)各布設(shè)了一道1.2 m高鋼管架護(hù)欄防護(hù)，并掛設(shè)密目安全網(wǎng)及安全標(biāo)識(shí)標(biāo)牌；微型樁施工區(qū)域緊靠老升壓站，為防止施工過程中的粉塵及廢水進(jìn)入老升壓站而影響其發(fā)電，在鋼管樁施工平臺(tái)四周布設(shè)防塵布并在鉆機(jī)四周安裝彩鋼擋護(hù)棚進(jìn)行防護(hù)。

6 結(jié) 語

該項(xiàng)目通過采用“超前微型樁”對(duì)原升壓站邊坡實(shí)施預(yù)加固處理，從實(shí)際開挖情況看，“超前微型樁”灌漿效果較好，漿液填充密實(shí)且整體穩(wěn)定，保證了新建尾水渠左側(cè)邊坡開挖的質(zhì)量和施工安全。該方案既不破壞原升壓站原有結(jié)構(gòu)，也能保證左側(cè)高邊坡開挖的穩(wěn)定，取得了較好的效果。 “超前微型樁”方案的實(shí)施對(duì)業(yè)主而言，避免了原電站停機(jī)改造的損失，同時(shí)節(jié)約了投資；對(duì)施工方而言，在確保安全的前提下，保證了邊坡開挖的連續(xù)性，縮短了該段邊坡的開挖工期，為后續(xù)施工爭(zhēng)取了更多的時(shí)間，同時(shí)，相對(duì)來說亦降低了施工成本，值得類似環(huán)境條件工程施工借鑒。