溧陽抽水蓄能電站上水庫西南庫岸高順層邊坡開挖支護施工技術

楊貴仲，潘福營

（中國水利水電第五工程局有限公司，四川 成都 610066）

溧陽抽水蓄能電站上水庫西南庫岸開挖邊坡最大高度為125 m，邊坡坡面走向為10°～20°。邊坡穩(wěn)定主要受層間結(jié)構面的影響，層間錯動間距小，強度低，且為順坡向，與其他方向陡傾結(jié)構面組合形成順層滑動塊體。邊坡走向與巖層走向交角小，巖層傾向庫外，有順層向庫外滑動的可能。為保證邊坡的安全和開挖質(zhì)量，防止邊坡滑動，施工期間采取了各種施工措施，保證了邊坡的安全和穩(wěn)定，同時邊坡成形質(zhì)量好。本文重點介紹295 m高程以上開挖支護施工措施。

1 設計參數(shù)

由于電站處于安徽與江蘇兩省交界處，為了征地線不超過江蘇省省界，邊坡頂部開口線控制在征地線以內(nèi)。因此，邊坡坡比主要為1∶1和1∶1.4。開挖邊坡典型剖面見圖1。

圖1 西南庫岸邊坡典型開挖剖面（高程：m）

庫岸295 m高程設有環(huán)庫公路，295 m高程以上為永久邊坡，每15 m高設有一級馬道，馬道寬度2 m， 325 m高程以上邊坡坡度為1∶1，325 m高程以下邊坡坡度為1∶1.4。295 m高程以上邊坡采用掛網(wǎng)噴射混凝土和錨索聯(lián)合支護，具體參數(shù)：系統(tǒng)錨桿長 4.5 m， φ25＠2 000×2 000， 傾角 19°， 鋼筋網(wǎng)φ8＠200，噴C25混凝土厚度為100 mm。邊坡陡于1∶1.4的部位距離馬道1.5 m高度布置1排錨索，錨索具體參數(shù)為：設計張拉力T=1 000 kN，入巖40 m，傾角19°，間距6 m，鋼絞線采用ASTM A416-98型，每束錨索采用9根7φ5鋼絞線編制而成，錨具為15-10型，墊座混凝土7天強度為C40，錨索孔內(nèi)注M40水泥漿。同時布置系統(tǒng)排水孔，排水孔參數(shù)： 長 3 m， φ56＠3 000×2 000， 傾角－20°。 另外，在坡頂開口線設置了1排鎖口錨筋束，錨筋束采用4根φ36鋼筋焊接而成，長12 m，孔距3 m，采用M30微膨脹水泥砂漿灌注。

295 m以下均為1∶1.4邊坡，后期上覆35 cm厚無砂混凝土和40 cm厚面板混凝土，施工期不進行支護。

2 施工技術措施

2.1 開挖支護施工總體原則

開挖自上而下分層、分塊進行，開挖一層、支護一層，一層支護完成后才能進行下一層開挖施工。開挖過程中，馬道成形后及時形成排水溝，將水引至坡外。邊坡采用預裂爆破，馬道預留1.5～2 m的保護層，保護層采用手風鉆造孔，水平光面爆破。嚴格控制單響藥量，減少爆破對邊坡巖體的震動。

2.2 分區(qū)、分層開挖

根據(jù)馬道進行分層，一級馬道為一個大的層次，每級馬道間再分6～9 m一層進行開挖。為保證邊坡的安全和減少爆破對邊坡的影響，邊坡采用預裂爆破的方式，按照馬道分層，一層馬道 （15 m）一次預裂到底，馬道預留1.5 m厚保護層，馬道采用水平預裂爆破。

根據(jù)開挖的邊坡長度，第1層馬道整體水平下降，以后的各級馬道分左、右2個區(qū)分別進行。邊坡上部采用手風鉆鉆孔爆破施工，下部采用高風壓鉆機進行鉆孔爆破施工，上部工作面較窄，人工配合反鏟向下一層一層地翻渣，具備條件后直接裝自卸汽車運至指定地點。施工過程中采用的爆破參數(shù)見表1。

表1 邊坡石方開挖爆破參數(shù)

每層開挖完成，對坡面進行測量檢測，不容許有欠挖。欠挖禁止爆破，采用破碎錘或風鎬進行處理。合格后即進行系統(tǒng)支護錨桿施工。

2.3 隨機支護

在開挖施工過程中，根據(jù)圍巖的情況及時與設計、監(jiān)理溝通，增加隨機支護施工。施工過程中，增加了部分隨機錨桿。在325 m高程馬道以上開挖時，為了保證邊坡施工過程中的安全，防止出現(xiàn)滑坡，在每層馬道下降9 m高時，在距上層馬道8 m高的位置設置了1排隨機錨筋束。隨機錨筋束參數(shù)為：采用4根φ25鋼筋焊接而成，長9 m，外露15 cm，孔距2 m，采用M30微膨脹水泥砂漿灌注，錨筋束垂直巖層結(jié)構面布置。錨筋束采用開挖時的液壓鉆機鉆孔，施工速度快。隨機錨筋束的施工有效地保證了邊坡在每層馬道施工期間的安全。

2.4 分層進行系統(tǒng)支護施工

按照開挖的分區(qū)、分層，每層開挖完成后立即進行系統(tǒng)錨噴支護施工，每層馬道分2層進行錨噴支護施工，支護施工前對開挖坡面進行測量，保證沒有欠挖，然后搭設腳手架，進行錨噴支護施工。第1層錨噴支護完成后再進行第2層開挖施工。每層馬道錨噴支護全部完成后，進行邊坡錨索施工。錨索施工工藝流程見圖2。

圖2 錨索施工工藝流程

錨索施工采用φ50的鋼管搭設承重排架，形成作業(yè)平臺，平臺搭設寬度4 m，上部滿鋪木板。錨索鉆孔采用YG80錨索鉆機施工，鉆孔過程中嚴格控制鉆孔角度和深度，遇有破碎帶和斷層時用水灰比為1∶1～0.5∶1的水泥漿進行固結(jié)灌漿，灌漿壓力控制在0.2～0.4 MPa。根據(jù)現(xiàn)場實際情況，采取嵌縫、低壓、濃漿、間歇屏漿及加速凝劑等措施。錨索下料、制作、安裝、注漿、錨墩施工嚴格按照規(guī)范要求進行。錨索張拉采用以張拉力控制為主，伸長值校核的雙控操作方法，錨索張拉程序為：預緊→25%σ→50%σ→75%σ→100%σ→105%σ（σ為設計張拉值）。上述各項完成且驗收合格后，進行封錨施工。一級馬道所有設計支護工作全部完成驗收后，才能進行下一級馬道的開挖施工。

2.5 加強施工過程管理和控制

（1）成立管理小組。為保證邊坡開挖的質(zhì)量和安全，項目部成立以生產(chǎn)副經(jīng)理為組長，技術部、質(zhì)檢部、施工科、安全科為成員的專業(yè)管理小組。專業(yè)小組針對現(xiàn)場實際情況，研究施工方案，制定施工措施。對作業(yè)人員進行技術和安全交底，明確施工方法和施工順序。管理小組每天對現(xiàn)場進行檢查和指導，及時發(fā)現(xiàn)問題和解決問題。

（2）嚴格落實和加強質(zhì)量控制。施工過程中，施工人員和質(zhì)檢人員24小時現(xiàn)場值班，嚴格落實施工方案和施工程序。邊坡預裂孔鉆孔前做好樣架，爆破孔 （孔深、孔斜、空間排距、裝藥量）、錨桿（孔深、注漿等）、錨索 （孔深、孔斜、注漿、張拉等）等重要工序旁站監(jiān)督，做好施工記錄。錨桿全部采用無損檢測技術進行檢測，檢測注漿飽滿度、錨桿長度等指標，發(fā)現(xiàn)Ⅳ級錨桿全部進行補打，直至檢測結(jié)果80%以上為Ⅱ級錨桿，且無Ⅳ級錨桿為止。

（3）做好變形監(jiān)測工作。施工過程中設置臨時監(jiān)測點和永久監(jiān)測點，安裝觀測儀器，及時對觀測成果進行分析，根據(jù)圍巖變化情況及時調(diào)整施工方案。在坡頂設置了臨時觀測點，用全鉆儀進行位移和沉降觀測，觀測位移均在2 mm以內(nèi)；坡面設置了3支錨索測力計，最小讀數(shù)為957 MPa；多點位移計最大讀數(shù)為8 mm；錨桿應力計最大變化讀數(shù)為56 MPa。從觀測成果來看，邊坡變形較小，處于穩(wěn)定狀態(tài)。

3 結(jié) 語

溧陽抽水蓄能電站西南庫岸邊坡高陡且順層，開挖過程中由于切腳后很容易產(chǎn)生滑坡的問題，施工過程中采取了分層、分區(qū)開挖，邊開挖邊支護施工，中間增加錨筋束等隨機加強支護手段，邊坡采用預裂爆破，馬道采用保護層開挖等措施，取得了較好的效果，確保了開挖邊坡的安全和穩(wěn)定。

［1］ 王達會.官地水電站左岸纜機平臺邊坡開挖及支護措施研究［J］.四川水力發(fā)電， 2011， 30（6）:103-105.

［2］ 魏本強.預應力錨索在溧陽抽水蓄能電站上水庫高邊坡的應用［J］.水利水電施工， 2012（3）:53-55.

［3］ 劉進春.錦屏一級水電站左岸1885m高程以上高邊坡開挖［J］.水電站設計， 2010（1）:83-89.