宋飛 張軍

（中國水利水電第四工程局有限公司 青海西寧 8100007）

1 概述

溪洛渡水電站左岸谷肩堆積體原始坡面平緩，總體坡度 10°～20°，殘存的底滑面長 550m～900m，以 2°～6°緩傾山內(nèi)，滑體內(nèi)地下水位較低，滑帶物質(zhì)結(jié)合緊密，性狀較好，后緣地表無變形及錯落臺坎，上部平臺堆積著一套自中更新世以來先后形成的古滑坡體、冰水堆積、洪積和崩坡積。2005年汛期由于地表水的沖刷、侵蝕、下滲及地下水的侵出，使邊坡中下部沿滑坡堆積與宣威組接觸面部位發(fā)生鼓出變形，坡腳部位局部垮塌，坡面開口線附近出現(xiàn)淺層滑移剪切拉裂縫。情況表明該部位邊坡發(fā)生失穩(wěn)破壞的可能性極大，邊坡處于臨界穩(wěn)定狀態(tài)。為了確保電站進(jìn)水口施工和運(yùn)營期的安全，為了高邊坡的穩(wěn)定，為了防止發(fā)生牽引式滑移破壞，對該高邊坡采取了有效的、系統(tǒng)的加固和治理措施，中空注漿土錨桿支護(hù)是整個(gè)加固和治理系統(tǒng)中關(guān)鍵項(xiàng)目之一。

2 支護(hù)原理和作用

支護(hù)原理：在邊坡土體內(nèi)夯入土錨桿桿體，利用中空桿體進(jìn)行固結(jié)灌漿，通過布置在管壁四周的出漿孔向周圍土體滲透，形成一定的滲透半徑，將原來松散的土?；蛄严赌z結(jié)成一個(gè)整體，形成結(jié)構(gòu)新、強(qiáng)度大、防水性能高和穩(wěn)定性良好的“結(jié)合體”，以增強(qiáng)坡面的整體性，使坡面表面土體免受風(fēng)化侵?jǐn)_，從而使坡面趨于穩(wěn)定。9

支護(hù)作用：（1）桿體的管架作用，通過注入桿體內(nèi)的水泥凈漿形成強(qiáng)度與剛度較大的管體，同時(shí)也使土錨桿周圍土體性質(zhì)得到改善，使桿體與桿間土體形成復(fù)合體共同承擔(dān)外荷載，在淺層坡面土體形成固結(jié)帶，增強(qiáng)了坡面土體的抗剪切能力，有效的防止坡面局部滑移破壞；（2）水泥漿液的固結(jié)作用，水泥漿液在壓力作用下通過管壁四周的出漿孔向周圍土體滲透，形成一定的滲透半徑，使管壁周圍的土體粘結(jié)在一起，形成結(jié)構(gòu)新、強(qiáng)度大、防水性能高和穩(wěn)定性良好的“結(jié)合體”，增強(qiáng)了坡面的整體性；（3）防滲、抗滑作用，中空注漿土錨桿支護(hù)對坡面表層土體進(jìn)行了加固、固結(jié)，有效地防止了坡面水的滲入，同時(shí)增加表層坡體的重量，減小坡體與巖體之間的摩擦力（內(nèi)），有效地防止了坡面的局部滑動破壞。

3 施工工藝及方法

3.1 土錨桿加工

采用 φ48mm（δ=3.5mm，L=6m）的焊管制作中空注漿土錨桿，其中一端加工成錐形導(dǎo)向頭。在桿體上鉆設(shè)孔徑為φ8～10mm、間距為100mm、螺旋狀布置的出漿孔，出漿孔處用 20×20×4mm等邊角鋼加焊倒刺，倒刺與桿體成30°夾角，長度50mm。土錨桿長度為6m，設(shè)有出漿孔的桿體長度為3m，不設(shè)出漿孔的桿體長3m。

圖1 中空注漿土錨桿加工示意圖

3.2 夯管機(jī)定位及夯進(jìn)

根據(jù)布置型式，沿坡面按每20m一個(gè)單元搭設(shè)腳手架施工平臺，平臺傾角與中空注漿土錨桿設(shè)計(jì)傾角一致，以便于夯管機(jī)的就位及加固，夯進(jìn)時(shí)，用手動葫蘆將QC150型夯管機(jī)吊至孔位，扶正給進(jìn)方向，水平傾角調(diào)至與錨桿夯入傾角相一致，然后用扣件將夯管機(jī)行進(jìn)導(dǎo)軌管架固定在施工平臺上，即完成夯管機(jī)的定位。

將加工好的錨桿與夯管機(jī)聯(lián)接好，檢查錨桿夯入角度、孔位無誤后開始送風(fēng)夯進(jìn)，直至不能夯進(jìn)或達(dá)設(shè)計(jì)深度為止。在開始時(shí)，因錨桿較長，應(yīng)控制好給進(jìn)壓力，以防止給進(jìn)壓力過大導(dǎo)致錨桿被壓彎或折斷。土錨桿夯進(jìn)深度受地層影響較大，當(dāng)夯進(jìn)時(shí)效急劇下降，錨桿夯頭嚴(yán)重變形時(shí)表明錨桿夯入深度已達(dá)到極限，無法再繼續(xù)夯入。在施工過程中，如夯入深度未達(dá)到 6m，但錨桿夯頭已嚴(yán)重變形，無法再繼續(xù)夯進(jìn)時(shí)，錨桿夯進(jìn)工作可結(jié)束，即可搬至下一孔位施工。

3.3 灌漿施工

現(xiàn)場先通過灌漿試驗(yàn)確定灌漿壓力、漿液濃度、灌漿順序等參數(shù)。本項(xiàng)目在B區(qū)塌滑區(qū)域坡面進(jìn)行生產(chǎn)性試驗(yàn)，確定灌漿壓力控制在 0.15～0.3MPa，漿液水灰比為0.65∶1，采用梅花注漿法，間隔 3～4根交錯進(jìn)行，采用終孔壓力和平均單孔注漿量為“雙控”標(biāo)準(zhǔn)，終孔壓力0.3MPa，平均單孔注漿量為70～90L。

灌漿時(shí)將連接壓力表的進(jìn)漿管插入錨桿外端部，通過注漿泵、進(jìn)漿管、土錨桿將水泥漿液壓進(jìn)錨桿周圍土體中，灌漿過程要持續(xù)、緩慢，使?jié){液充分充填錨桿周圍土體。

灌漿過程中應(yīng)隨時(shí)觀測，可采用變形觀測裝置進(jìn)行監(jiān)測，不允許坡面抬動，發(fā)現(xiàn)異常情況時(shí)，應(yīng)立即降壓，做好記錄，并會同監(jiān)理、設(shè)計(jì)等單位研究采取相應(yīng)處理措施。灌漿結(jié)束后待土錨桿管內(nèi)漿液沉縮后，需人工進(jìn)行補(bǔ)漿，保證管內(nèi)水泥漿填充密實(shí)。

4 施工注意事項(xiàng)

施工時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

（1）錨桿夯進(jìn)過程中要注意給進(jìn)壓力，防止給進(jìn)壓力過大而導(dǎo)致錨桿被壓彎或折斷，影響施工質(zhì)量；

（2）注漿時(shí)應(yīng)控制注漿壓力，嚴(yán)格控制升壓速度，不得采用較高壓力灌注，防止因壓力過大對坡面土體造成破壞，而影響坡面土體的加固效果；

（3）由于漿液的擴(kuò)散能力與灌漿壓力的大小密切相關(guān)，所以在灌漿過程中要嚴(yán)格控制好灌漿壓力及升壓速度，使水泥漿液盡可能地?cái)U(kuò)散、滲入坡面土體的空隙，以確保水泥漿液對鋼管的包裹、對土體的固結(jié)；

（4）注意漏漿現(xiàn)象，特別是邊坡跑漿，發(fā)生時(shí)應(yīng)采用速凝停止或堵漏措施，盡量避免漿液浪費(fèi)并使土體得到充分加固；

（5）對于土體中含水量、干密度變化較大的孔位，應(yīng)及時(shí)調(diào)整漿液的配合比例，并詳細(xì)做好配比記錄。

5 加固、治理效果分析

溪洛渡水電站左岸谷肩堆積體邊坡中空注漿土錨桿施工累計(jì)完成 13689根，平均夯入長度為5.76m；累計(jì)灌漿 1191126L，平均每根土錨桿灌漿量為87L。由于地質(zhì)條件不一，各區(qū)域單根土錨桿灌漿量也不相同，其中土質(zhì)邊坡，單根土錨桿灌漿量平均為 45L～70L；砂礫石和坡積體部位，單根土錨桿平均灌漿量為 90～120L，局部最大達(dá)到580L。中空注漿土錨桿加固、治理措施完成后，坡面監(jiān)測數(shù)據(jù)反應(yīng)未見明顯位移，坡面趨于穩(wěn)定，其中HV07-JDL測點(diǎn)監(jiān)測數(shù)據(jù)如下表。

表1 HV07-JDL測點(diǎn)監(jiān)測數(shù)據(jù)

從表中“本月位移”數(shù)據(jù)可知，邊坡變形量趨于穩(wěn)定，較治理前穩(wěn)定，坡面淺層滑動已經(jīng)得到控制，坡面開口線附近出現(xiàn)的淺層滑移剪切拉裂縫沒有繼續(xù)擴(kuò)大的表現(xiàn)。另據(jù)長江設(shè)計(jì)院測斜管部分測點(diǎn)向河谷方向位移過程資料顯示：（1）累積位移：0.5m測點(diǎn)的累積位移量約110.71mm，相對位移量約4.58mm，23m測點(diǎn)的累積位移量約32.31mm，相對位移量約1.51mm。（2）變形速率：0.5m測點(diǎn)的平均變形速率為 0.281mm/d；23.0m測點(diǎn)的平均變形速率為0.069 mm/d。

6 結(jié)束語

中空注漿土錨桿支護(hù)技術(shù)在左岸谷肩堆積體邊坡防護(hù)工程后，在溪洛渡水電站左岸出線場邊坡支護(hù)工程、霧化區(qū) 13層后邊坡支護(hù)工程、4#公路橋頭塌滑區(qū)處理綜合治理工程等項(xiàng)目中得到推廣和應(yīng)用，為及時(shí)、快速、有效地解決邊坡淺層滑移、局部坡面塌滑以及快速實(shí)施土質(zhì)坡面安全防護(hù)等工程實(shí)際問題提供了切實(shí)可行的技術(shù)措施，是水電站邊坡防護(hù)施工技術(shù)的一項(xiàng)重要突破，為類似工程的設(shè)計(jì)及施工提供了經(jīng)驗(yàn)和參考。

1 張永興. 邊坡工程學(xué). 北京: 中國建筑工業(yè)出版社, 2008.

2 鄭穎人. 邊坡與滑坡工程治理. 北京: 人民交通出版社,2010.

3 朱寶龍, 陳強(qiáng), 等. 注漿微型樁群支護(hù)體系作用機(jī)理及其工程應(yīng)用. 北京: 科學(xué)出版社, 2009.

4 曾憲明. 復(fù)合土釘支護(hù)設(shè)計(jì)與施工. 北京: 中國建筑工業(yè)出版社, 2009.