水電站右岸高陡邊坡開挖與錨固施工

孟 鑫

(貴州省水利水電勘測設計研究院，貴陽550002)

1 工程概況

思林水電站的地址是貴州省的東北部，烏江干流中游。工程主要是以發(fā)電為主，還附帶著航運、防洪等功能。思林水電站屬于一等工程，工程規(guī)模龐大，工程樞紐是碾壓混凝土重力壩、左岸通航建筑物和右岸引水發(fā)電系統(tǒng)共同組合而成。碾壓混凝土重力壩最大壩高為117 m，壩頂高程為452 m，壩頂全長是310.0 m。

電站正常蓄水位是440 m(高程)，相應庫容是12.05 億m3，裝機容量是1000MW(4 ×250 MW)，年發(fā)電量40.64 × 108kW·h。電站發(fā)電死水位是431 m(高程)。

2 右岸高陡邊坡開挖施工

大壩右岸高陡邊坡開挖采用預裂爆破，不偶合間隔裝藥方式進行爆破。高陡邊坡鉆孔以CM351 高風壓鉆機為主，潛孔鉆YQ100B 型輔助作業(yè)，預裂孔深度根據(jù)壩基兩臺階高差或馬道高度確定，≤10 m高的臺階或馬道主爆區(qū)采用分層爆破，但邊坡需一次預裂。

水平建基面開挖主要采用孔底設柔性墊層和預留保護層開挖兩種方式進行施工。

2.1 鉆孔

在鉆孔的過程當中，一定要保證質(zhì)量，至于其允許的偏斜度一定要保持在60°的范圍之內(nèi)。開孔過程當中，如果巖面的處理不當，導致不平整或者是和鉆進的方向沒有成垂直角度，就很有可能導致孔口的偏離。

在這樣的情況下，建議利用人工撬鑿或者是通過鉆機沖擊的措施，這樣就可以把孔口的位置鑿出，在經(jīng)全方位的檢測確認沒有問題之后，才能夠?qū)嵤┿@進。在鉆進5 ～10 cm的時候，應該注意對鉆孔的方向、傾角留意，如果發(fā)現(xiàn)存在著偏差，要第一時間采取措施進行糾正，炮孔鉆好后，要將其保護好，一般用堵塞物將孔口蓋好，以防石塊進入炮孔將炮孔堵?。?－2］。

2.2 裝藥

預裂爆破炮孔的裝藥采用不偶合空氣間隔式裝藥結(jié)構(gòu)，不耦合裝藥系數(shù)應＞2.0。其它炮孔分兩層裝藥。

孔眼完全鉆好后，進行檢查，爆破作業(yè)人員通知炸藥庫將所需炸藥運至施工現(xiàn)場，按設計的裝藥量用進行裝藥，并用竹竿等輔助設施進行定位，保證不藕荷裝藥。

導爆管等安裝正確，堵塞孔眼的材料和長度符合設計的要求。深孔裝藥出現(xiàn)堵塞時，在未裝入雷管、起爆藥柱等敏感起爆器材時，要用銅制或竹竿處理。

裝藥時保證填塞質(zhì)量，采用黏性土做堵塞物，禁止采用石塊或易燃材料填堵。堵塞過程中要防止破壞起爆線路。

禁止拔出或硬拉起爆藥包或藥柱中的導爆管，導爆索或電雷管腳線［3］。

2.3 起爆

整個起爆網(wǎng)路布置好后，最后連接到起爆控制器。然后通知工區(qū)的安全保護人員對工區(qū)進行清場，并對警戒線內(nèi)交通道路進行封閉處理。確保無人在爆破威脅區(qū)，然后起爆。雷雨季節(jié)采用非電起爆方式。炮響后5 min內(nèi)不準施工人員進入工地。爆破后爆破員在規(guī)定的時間后進入爆破地點，檢查有無盲炮、危石等現(xiàn)象。爆破人員要及時填寫爆破記錄。如過確認無盲炮后在15 min 后方準進入施工現(xiàn)場。

2.4 清渣

確保所有的孔眼都完全起爆后，清理坡面孤石，然后機械清理松動的松渣直至原基巖面。

3 右岸高陡邊坡錨固支護施工

為滿足安全施工要求，在開挖完過程中以及開挖完畢后需及時對高陡邊坡進行支護。對高陡開挖邊坡實行錨桿、錨索的支護作業(yè)。

3.1 錨桿施工

3.1.1 測量放線及搭設平臺

按施工設計圖尺寸，用經(jīng)緯儀器放出錨桿位置，并做好記錄，簽證。

根據(jù)本工程的地質(zhì)情況，搭設操作平臺有一定的難度，必須在表面局部找平，輔設50 mm厚度木板后，再搭設施工平臺［4］。

3.1.2 鉆機安裝和鉆孔

鉆機安裝應平穩(wěn)，用扣件鎖定。錨孔設計傾角為15°，用羅盤確認主動鉆桿傾角，誤差控制與設計傾角±1°內(nèi)。

待鉆頭鉆進1 ～1.5 m的再全速鉆進，否則易因鉆頭擺動造成錨孔歪斜;因為上部部分是土層，所以必須達到設計要求的鉆孔深度確保錨固質(zhì)量;及時的做好鉆孔記錄。

3.1.3 清孔

在鉆孔達到設計相關方面的要求之后，利用清水將孔內(nèi)的泥漿沖洗干凈，以手拈無砂粒感覺為止。

3.1.4 錨桿的制作與安放

錨桿采用鋼筋在使用前監(jiān)理的見證下抽樣送檢，要校直，錨桿應在平臺上制作，為保證制作中不受雨天影響，和鋼筋表面清潔，在鋼筋制作平臺上輔設木板;錨桿應按設計要求的進行制作，隔2 m點焊成束，再在錨桿上焊接定位船形支架。錨桿采用人工運到孔口，人工放入孔內(nèi)，放入過程平緩，避免擦掛孔壁，孔底鋼筋保護層為25 mm。

3.1.5 灌漿

灌漿用水泥砂漿標號為M30，使用42.5R 水泥，砂細度直徑≥0.1 mm，根據(jù)現(xiàn)場實際情況，可參入水泥用量0.7%的減水劑和10%膨脹劑及0.3 早強劑;經(jīng)監(jiān)理認可方可進行注漿工藝;嚴格按配合比配制砂漿，嚴格計量，攪拌均勻。攪拌時間≥3 min后經(jīng)過篩網(wǎng)放入盛漿池內(nèi)，隨拌隨用，漿液應在初凝前用完。

錨桿灌漿灌漿壓力為0.3 ～0.5 MPa。灌漿前，先用清水或清漿潤濕灌漿泵和管路，然后進行灌漿，灌漿管必須插到孔底，由下而上，邊灌邊拔，控制拔管速度，直到孔口返漿一次性灌完為止。灌漿時如果遇到較大裂隙，可采取濃漿、多次、間歇等方法注漿，使錨固漿體必須飽滿，實際量必須大于理論量，如注漿超過設計量的20%，仍未達到要求時，及時報告現(xiàn)場監(jiān)理和業(yè)主代表處理［5－6］。

3.2 預應力錨索施工

3.2.1 測量放線

施工孔位偏差≥2 cm，鉆孔傾角允許誤差不得超過±5°，由于難免會受到沉渣的影響，為了保證錨索錨固的深度，實際鉆孔的深度必須要大于設計深度0.5 m。

3.2.2 平整場地及搭設施工平臺

結(jié)合施工現(xiàn)場的具體情況，對于平臺基礎應該是人工進行鋪設，應該確保其基礎的平整性與牢固性、通過利用鋼管腳手架來將施工平臺搭設完成，平臺寬度同樣也需要做好嚴格的控制，必須要保證＞3.5 m，在平臺的外部位置進行防護欄桿的設置［7］。

3.2.3 鉆機安裝

鉆機的安裝同樣也需要注意多方面的內(nèi)容，不僅要確保其安裝穩(wěn)定性，還要確保安裝的周正性。確保鉆機可以抵抗巖層鉆桿返推力的作用。

3.2.4 鉆進成孔

開孔的速度不宜過快，應該盡量的保持慢速進行，試驗孔和開始施工的第一孔，可以利用筒式鉆機工藝將巖心取出來，進而獲取到所需要使用的地質(zhì)資料，為鉆孔施工提供參考依據(jù)。另外，需要注意的是，對于施工鉆具以及鉆桿一定要保證平直，以確保錨孔斜度達到有關規(guī)范的要求，孔位一定要保證精準，軸線的誤差≤20 mm，傾角誤差不可以大于孔深的1%，孔深的偏差應該控制在10 mm的范圍之內(nèi)，在實際的施工階段，如果發(fā)現(xiàn)地質(zhì)情況、錨索的承載力等有關方面和設計值之間有著比較大的偏差的時候，必須要第一時間做好和設計人員以及工程監(jiān)理人員的溝通。

對于預應力錨索的施工還需要重點進行安全管理，保證工人施工的安全性。鉆孔中遇到坍孔，應立即停鉆進行固壁灌漿處理，注漿24 h后重新鉆進。

3.2.5 清孔

在成孔滿足有關設計方面的要求之后，就可以通過利用空壓機把孔內(nèi)部的巖粉、巖屑等雜物清理掉，這樣也能夠保證巖石和砂漿可以緊密的黏結(jié)。

3.2.6 錨索制安

錨索應有專門庫房堆放，避免污染和銹蝕;錨索應保證干凈光潔，不存在任何的污漬，表面沒有油污，沒有破碎，具備著齊全的產(chǎn)品合格證等相關證件，錨索一定要綁扎成束，并嚴格的根據(jù)設計的相關要求沿錨體軸線方向綁扎架線環(huán)、隔離支架，每隔1 m依次設置;錨索安裝時外露端≥0.8 m，待張拉鎖定后用切割機割斷。需要注意的是，對于錨索的施工必須要按照編號進行，避免造成混亂。在入孔之前，一定要認真仔細的進行錨索編號和孔號的核對保證孔深以及錨索長度沒有錯誤的時候，導向探頭探孔。

按設計制作錨索，首先按鉆孔深度計算切割鋼絞線，按設計進行扎制，制好內(nèi)錨頭(導向帽)及隔離架，非錨固段作好防腐處理，并套好塑料管。鋼絞線需一次制作，不得焊制，不得連接。制作完畢應架空放置，特別對于錨固段不得有油污及泥土［8－9］。

3.2.7 壓力灌漿

灌漿采用M30 砂漿，根據(jù)實驗室試配配合比攪拌砂漿，砂漿灌注采用壓力注漿泵進行灌注，要求注漿管必須插入孔內(nèi)距孔底0.5 m左右，再進行灌漿，灌漿壓力0.3 ～0.6 MPa。

錨索先下后注漿方式施工。錨索應下入孔底，注漿管隨錨索一起插入孔內(nèi)距孔底5 ～10 cm，注漿管直徑為Ф 25 mm。

注漿采用孔底注漿法，且分段注漿，先注錨固段，注漿時應緩慢攪拌砂漿，直到注滿錨固段，砂漿灌注必須飽滿密實。

注漿用水泥為PR32.5 普通硅酸鹽水泥，砂料為凈化的河砂，以細砂為宜，并且要過篩分選，砂粒的含泥量不應超過總重的3%，云母等輕物質(zhì)的含量不超過總重的3%。

3.2.8 張拉、鎖定和錨固

在水泥砂漿及立柱混泥土強度達到設計強度的85%后，對錨索進行張拉及鎖定，必須嚴格按設計及有關規(guī)范進行，張拉前必須對張拉機進行標定。達到設計鎖定力后，穩(wěn)定10 min，打開高壓油泵截止閥，張拉缸油壓緩慢降至零，鋼絞線錨固在OVM(G)15－8 ～15－10 錨具內(nèi)。卸下工具錨，千斤頂，限位板。檢測合格率達100%后，切除過長鋼絞線，余留鋼絞線80 mm。二次灌漿，通過墊板注漿孔在孔內(nèi)壓漿，注滿后用混凝土封錨。

4 結(jié) 語

綜上所述，在思林水電站高陡邊坡施工中，通過高邊坡開挖和大量的錨固施工，由于成功的快速實施，取得了巨大的經(jīng)濟效益，并在以后類似工程施工中具有積極的推廣意義。

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