王行仁，趙龍飛，李 越

（中國(guó)葛洲壩集團(tuán)三峽分公司瀘定水電站施工項(xiàng)目部，四川 瀘定 626100）

1 工程概況

瀘定水電站3號(hào)泄洪洞消力池長(zhǎng)103.4 m、寬30 m、深27 m，所在位置的左右側(cè)山體邊坡裂隙發(fā)育，完整性差，巖體主要為弱風(fēng)化、弱～強(qiáng)卸荷。其中，1 317.5 m高程以上是坡比為1∶0.5的30 m分級(jí)邊坡，1 317.5～1 290 m高程為垂直邊坡。受地質(zhì)條件的影響，前期在1 317.5～1 430 m高程的邊坡開挖過程中曾先后發(fā)生11次不同程度的塌方，最大單次塌方量約1.6萬m3；加之受2010年汛期2號(hào)泄洪洞過流期間洪水對(duì)消力池開挖邊坡的浸泡的影響，汛后開挖期間邊坡穩(wěn)定性非常差。綜上，為確保3號(hào)消力池開挖期間及成形后的27 m直立邊坡的安全和穩(wěn)定，確保2011年度汛節(jié)點(diǎn)工期的順利完成，在直立邊坡開挖前采取了預(yù)加固處理。

2 預(yù)加固處理

根據(jù)圍巖特性及結(jié)構(gòu)要求，預(yù)加固處理主要包括：直立邊坡巖體的預(yù)固結(jié)灌漿和鋼管灌注樁施工。其通過進(jìn)一步增加巖體的完整性及通過鋼管灌注樁形成的連續(xù)幕墻，避免因開挖掉塊等形成垮塌；從而在確保安全的同時(shí)加快工程的建設(shè)進(jìn)度。

2.1 預(yù)固結(jié)灌漿

2.1.1 工藝流程

邊坡預(yù)固結(jié)灌漿工藝流程為：測(cè)量放樣，鉆機(jī)就位，造孔，鉆孔沖洗，封堵孔口，漿液制備，灌漿，封口。

2.1.2 施工方法

（1）鉆孔。3號(hào)消力池右邊坡受設(shè)計(jì)馬道寬度尺寸限制，在實(shí)際方案比選中只沿水流方向布置了2排斜孔，排距100 cm，間距200 cm。其中，第一排向山體內(nèi)側(cè)傾斜5°，孔深29.12 m；第二排孔向山體內(nèi)側(cè)傾斜10°，孔深26.41 m。另外，由于3號(hào)消力池左側(cè)邊坡結(jié)構(gòu)尺寸富余較多，因此布置了2排垂直孔，排距150 cm，間距200 cm，孔深29 m，兩排孔均伸入消力池底板1 290高程以下3 m。預(yù)固結(jié)灌漿孔采用100型快速鉆造孔，孔徑φ90 mm。造孔過程中要求孔位偏差不大于10 cm，孔斜不大于2%。

（2）鉆孔沖洗?？紤]到本次預(yù)固結(jié)灌漿涉及邊坡巖石裂隙較為發(fā)育，且呈碎裂～鑲嵌結(jié)構(gòu)，若采用壓力水沖洗鉆孔，不利于邊坡穩(wěn)定。因此，在固結(jié)灌漿鉆孔結(jié)束后，擬采用壓力風(fēng)敞開孔口的方式對(duì)鉆孔孔壁進(jìn)行簡(jiǎn)易沖洗。

（3）灌漿。預(yù)固結(jié)灌漿按排間分序、孔內(nèi)分段原則進(jìn)行。即先Ⅰ序孔后Ⅱ序孔的順序施工，相鄰Ⅰ序孔灌漿完成后方可進(jìn)行Ⅱ序孔的鉆灌；由于工期極為緊迫，Ⅰ、Ⅱ序孔灌漿均分兩段進(jìn)行，每段長(zhǎng)度按各孔實(shí)際深度等分劃分。預(yù)固結(jié)灌漿采用孔外循環(huán)方式進(jìn)行灌注。考慮到3號(hào)消力池水位回水較深，造孔后孔內(nèi)可能集水較多，為保證灌漿時(shí)能將孔內(nèi)水?dāng)D出孔外，一段灌漿壓力定為2 MPa，二段定為2.5 MPa。灌漿采用P.O42.5R水泥，水灰比采用 2∶1、 1∶1、 0.8∶1、 0.5∶1 四個(gè)比級(jí)， 開灌水灰比為2∶1。預(yù)固結(jié)灌漿按規(guī)定水灰比由稀至濃逐級(jí)變換，當(dāng)某一級(jí)漿液的注入量大于300 L或灌注時(shí)間達(dá)1 h而灌漿壓力或注入率均無顯著改變時(shí)，應(yīng)改濃一級(jí)灌注；當(dāng)某一級(jí)漿液的注入率大于30 L/min時(shí)，可越級(jí)變濃。灌漿過程采用自動(dòng)記錄儀進(jìn)行注入率測(cè)記，在設(shè)計(jì)壓力下，當(dāng)注入率不大于1 L/min時(shí)，連續(xù)灌30 min即可結(jié)束。

2.2 鉆孔灌注樁

2.2.1 工藝流程

鉆孔灌注樁工藝流程為：測(cè)量放樣，鉆機(jī)就位，造孔，安裝鋼管，漿液制備，注漿，鎖定梁施工，分層開挖。

2.2.2 施工準(zhǔn)備

鋼管樁施工準(zhǔn)備工作主要包括：鉆機(jī)準(zhǔn)備，鋼管鉆孔及鋼管接頭絲口加工等工作。

（1）鋼管樁加工。鋼管選用外徑φ140mm、壁厚5 mm的無縫鋼管。鋼管分節(jié)制作，每節(jié)長(zhǎng)度約4～6 m，鋼管之間采用絲口連接接長(zhǎng)，孔口內(nèi)增設(shè)3根直徑25 mm、長(zhǎng)100 cm的加強(qiáng)螺紋鋼筋，絲扣長(zhǎng)度不小于8 cm。管壁用電鉆或機(jī)床鉆沿鋼管軸向每隔50 cm四周對(duì)稱開4個(gè)孔徑為20 mm的小孔形成花管。

（2）鉆機(jī)選擇。考慮到地質(zhì)條件的特殊性，鋼管樁造孔主要選用YGL-80A全液壓履帶式錨固鉆機(jī)，同時(shí)配置3臺(tái)YG-80錨固鉆機(jī)。

2.2.3 施工方法

（1）鉆孔布置。3號(hào)消力池右邊坡設(shè)計(jì)馬道寬度僅為2m，同時(shí)考慮到造孔過程中孔斜等情況，擬在 馬道中心布置1排鋼管樁。樁間距定為1.0 m，此外每隔3 m按 “丁”形布置1組鋼管樁，從而形成由3根鋼管樁組成的加強(qiáng)柱。鋼管樁鉆孔孔徑為φ168 mm， 孔深 27～31 m。

（2）測(cè)量放樣。施工前，首先安排人員對(duì)鋼管樁施工區(qū)域進(jìn)行清理，而后由測(cè)量隊(duì)根據(jù)鋼管樁施工孔位布置圖，逐點(diǎn)放出鋼管樁孔位，并用油漆做好標(biāo)志。

（3）造孔。鋼管樁孔徑為168 mm，孔深27～31 m，造孔過程中要求孔位偏差不大于10 cm，孔斜不大于0.5%。3號(hào)消力池邊坡巖體破碎，為了防止鉆灌施工過程中對(duì)邊坡造成較大集中擾動(dòng)，鋼管樁施工按分序加密原則進(jìn)行。即，先進(jìn)行Ⅰ序孔鉆灌施工，再進(jìn)行Ⅱ序孔鉆灌施工。

（4）鋼管樁安裝。鉆孔驗(yàn)收符合要求后，即可安裝鋼花管。鋼管安裝采用人工配合用反鏟進(jìn)行。即先由人工將第一節(jié)鋼管一端下入孔內(nèi)，另一端采用四方形馬凳固定在孔口上方；而后用反鏟掛可轉(zhuǎn)動(dòng)吊鉤將第二節(jié)鋼管的一端吊起，由工人用鋼管鉗與第一節(jié)鋼管外漏端扭緊連接在一起。循環(huán)上述工作，直至最后一節(jié)鋼管安裝完畢。為了確保下步工序鎖定梁的施工，要求鋼管樁孔口以上外露部分不小于1.5 m。

（5）注漿。鋼管樁灌注采用P.042.5級(jí)純水泥漿。在鋼管內(nèi)下入注漿管，注漿管管口距離孔底50 cm，在鋼管頂部10 cm處安裝灌漿塞，采用水灰比0.8∶1的水泥漿開灌，灌漿壓力0.2 MPa。在設(shè)計(jì)壓力下，當(dāng)灌漿注入率不大于1.0 L/min、延續(xù)灌注10 min后即結(jié)束。

（6）錨定梁施工。為了增強(qiáng)灌注樁的整體剛度，同時(shí)考慮最大限度減少對(duì)后續(xù)開挖的影響，分別在1 313.0～1 317.5、 1 306.0、 1 299.0 m 高程設(shè)置 3道鎖定梁并結(jié)合錨索和錨筋束對(duì)鋼管樁進(jìn)行錨固。1 313.0 m高程鎖定梁斷面為寬140 cm、高100 cm的矩形結(jié)構(gòu)，梁內(nèi)主筋采用φ25螺紋鋼，間距20 cm；箍筋采用φ12圓鋼，間距20 cm?？紤]到此梁布置在垂直邊坡的上口，直接關(guān)系著開挖后邊坡的穩(wěn)定，故考慮采用2 000 kN、長(zhǎng)45 m的錨索進(jìn)行錨固，間距5 m。1 306.0、1 299.0 m高程兩道鎖定梁斷面為50 cm×50 cm，因錨索施工所需周期較長(zhǎng)，所以兩梁采用2根φ28錨筋束進(jìn)行錨固，間距2 m、長(zhǎng)18 m，錨筋束采用螺紋套筒連接；同時(shí)，將兩根錨桿焊接成一個(gè)整體，以增強(qiáng)錨筋束抗拉拔能力，錨筋束注漿采用P.042.5R級(jí)水泥漿。為確保錨固效果，注漿時(shí)輕微加壓，壓力不超過0.1 MPa。

3 結(jié)語

瀘定水電站3號(hào)消力池直立邊坡由于開挖前采取了預(yù)固結(jié)灌漿和鋼管樁兩項(xiàng)加固措施，在后續(xù)的開挖過程中，邊坡再未發(fā)生一起塌方事故，為3號(hào)消力池混凝土澆筑按期過流度汛贏得了寶貴工期。同時(shí)，本工程可供后續(xù)同類工程施工提供了借鑒。