穆紅波

(遼寧省朝陽市凌河保護區(qū)管理局,遼寧 朝陽 122000)

水利樞紐工程溢洪道高邊坡處理技術

穆紅波

(遼寧省朝陽市凌河保護區(qū)管理局,遼寧 朝陽 122000)

高邊坡的穩(wěn)定性直接影響到溢洪道的安全性和可用性，影響了整個水利樞紐工程的投資可行性。本文從高邊坡方案優(yōu)化設計角度出發(fā)，探討高邊坡的加固處理技術應用，詳細闡述了高邊坡加固處理技術，邊坡錨噴支護處理、邊坡錨噴支護施工、錨桿的加工與安裝操作等。水利樞紐工程溢洪道高邊坡的處理對于水利工程安全穩(wěn)定的運行具有重要的意義。

水利樞紐工程；溢洪道；高邊坡

1 工程概況

1.1 項目概況

本工程是一項集防洪、灌溉、發(fā)電等功能于一體的大型水利樞紐工程，對周邊地區(qū)的水資源開發(fā)及利用起著重要的作用。工程的大壩為均質心墻土石壩，其中最高處為231 m，允許達到的最高水位為590 m，大壩的最大庫容為114億m3。在大型的水利樞紐工程中，溢洪道的建設是重要內容，大型的溢洪道能夠滿足水庫水調節(jié)的功能需求，從而保證水庫的安全使用。在溢洪道開挖的過程中，可能會形成約100 m的高邊坡，正向坡比會達到1∶0.1[1]。

1.2 高邊坡安全系數取值

高邊坡設計和施工的安全系數主要參考以下內容設定：已經建成并投入使用的成功水電工程案例中的相關系數；國家相關的標準和法規(guī)要求；本工程的投資預算、工期長短以及施工環(huán)境難度；根據強度指標進行科學計算。采用剛體極限平衡法計算得到本工程的高邊坡安全系數取值見表1。

2 高邊坡優(yōu)化方案

2.1 溢洪道上段情況分析

溢洪道上段段長為100 m，覆蓋層厚5～10 m，最厚的區(qū)域厚度約為15 m，主要是由破積塊碎土石組成。這一段溢洪道的內側高邊坡巖層向溢洪道內側傾斜25°～35°，下部坡腳的位置主要是剪切破碎帶和粉砂巖夾煤質頁巖等較為軟弱的巖層，邊坡的穩(wěn)定性較差。在對這部分結構進行切割等施工處理時，很容易引起巖質邊坡順著軟弱層滑動，導致整體邊坡失穩(wěn)。因此，在高邊坡開挖的過程中就須要施加臨時以及永久性的支護措施。

表1 高邊坡安全系數取值

此段溢洪道的地基部分主要是由剪切破碎帶和粉砂巖夾煤質頁巖組成，巖質軟弱易破碎。在高邊坡建成后產生的側向應力作用下，這部分巖體的抗崩解能力較差，易產生突起變形，須要針對這部分地基采取加固措施專門處理。

2.2 溢洪道下段情況分析

溢洪道下段段長為310 m，其底板、挑流鼻坎主要是由置于風化卸荷的粉砂巖、中細粒砂巖、泥質粉砂巖等巖體組成，這一類巖體屬于III～IV類巖體，承載力較好，一般需要施加一定的抗變形加固處理，對于特別陡峭的部分進行防滑處理[2]。在高陡的部分可能會出現巖層局部破碎或坡面?zhèn)€別松動的情況，在施工中增加錨噴支護的處理。

3 溢洪道高邊坡處理技術

3.1 邊坡錨噴支護處理

溢洪道下段高陡的部分使溢洪道存在易失穩(wěn)的安全隱患，可以在施工中增加噴錨支護的處理。系統(tǒng)錨桿φ=25 mm、L=3.5 m，外露0.1 m，錨桿間排距為3 m×3 m，采用梅花形的布置方式，孔向與邊坡面是垂直。噴涂C20混凝土，噴涂厚度10 cm，分兩層噴射。對于特殊的地段，使用錨桿φ=27 mm、L=6 m，φ8@20 cm×20 cm的鋼筋網，噴涂C20的混凝土，噴涂厚度為10 cm，分兩層噴射完成。排水孔的深度為4 m，間距達到3 m×3 m，仰角為10°。

3.2 邊坡錨噴支護施工

首先要完成錨桿鉆孔點、格溝梁等測量工作，以及排水溝的定位，監(jiān)測坡度，控制邊坡沉降變形點。對工程設計方案中的基準點坐標和標高進行復測，核對所有數據準確無誤后方可以進行施工。第一步，在坡面上放出中心線，中心線要能夠滿足縱橫格溝梁的要求，找到直坡底線后在兩側搭建腳手架，拉起通線后在上面排列格溝橫梁。定位縱格溝梁的基本步驟類似，先拉起中心線，再確定工作縫位置，按照一定的間距要求排線、釘樁拉線?？v橫線的交界點為鉆孔點，使用白灰對鉆孔點的位置進行標記。

坡面土方工程開挖后要嚴格按照分段要求跳槽開挖，每段長度固定為12 cm，具體的開挖深度要根據坡度而定。如果開挖深度較大，則采用分層開挖的方式。施工中要加強支護確保施工及中間薄壁安全，投入工作前能夠自穩(wěn)，不會發(fā)生滑動的問題。一般每層開挖的深度以1～1.5 m為宜，也可以選擇錨桿，豎向間距2.5 m。在土層較好的區(qū)域內，可以連續(xù)開挖水平的多條分段。土層條件較差時，則必須采用跳挖的方式。施工過程中要重點關注不同的開挖段、開挖層之間的銜接，以避免出現銜接不當、邊坡土體松動或鼓包的情況，更嚴重的還會出現錯層現象，嚴重影響后期的施工。

在邊坡錨噴支護面施工完成后，確定錨孔的位置，一般使用經緯儀、全站儀或皮尺等工具進行測量，測量誤差一般要求≤100 mm。要保證鉆機受力后不會出現移位或搖擺的現象，必須保證鉆機的平穩(wěn)、牢固的安裝。在安裝過程中要對鉆機的方位、傾角、開孔鉆頭的落點差進行反復的測試,確保各個環(huán)節(jié)準確。一般用孔口定位器輔助開孔的操作，防止開孔鉆頭擺動過大而造成鉆孔位置偏移。確定鉆孔位置后，使用鉆機根據設計方案中角度及鉆孔機長度等參數進行鉆孔操作。鉆孔過程中要嚴密監(jiān)控，減小誤差[3]。

鉆孔完工后，使用高壓空氣對孔壁上附著的泥屑、灰塵等雜質進行處理，保證注入的漿體與孔壁之間的黏結強度。在鉆孔過程中，如果發(fā)現有地下水溢出的現象，則改用固結注漿。鉆孔的全部操作完成后需要對其進行暫時的封堵處理，避免再有泥屑、灰塵等雜質落入孔內。

3.3 錨桿的加工與安裝

采用符合設計規(guī)范要求、質量檢驗合格的材料制作錨桿。加工組裝錨桿前，將鋼筋平直后進行除垢、除銹等處理，接頭使用閃光對焊或搭接焊。拉桿鋼筋的保護層厚度要≥30 mm。對加工后的錨桿進行清洗處理，在安插錨桿的鉆口進行二次檢驗。安裝錨桿過程中要保證螺栓受力均勻，同時要保證螺栓配件推進的過程中保護層不被破壞。錨桿在向鉆孔內推進的過程中必須保證不被轉動。在向鉆孔內推進遇到困難時，要及時抽出錨桿，檢查保護層是否受到破壞，然后對固定器、鉆孔清潔程度等進行檢查。完成錨桿安放后不能再對其進行敲擊、懸掛重物、推動等操作。

錨桿安裝完成后應立即進行注漿，防止錨桿在插入的過程中破壞保護層，銹蝕桿體。本工程采取兩次注漿的方式，注漿材料選用M25水泥砂漿。將注漿管插入孔底后開始注漿，一邊注漿一邊向外拔出注漿管，始終保證有5 m長的注漿管埋于漿液中即可。

在打孔、安裝錨桿、注漿完工后，對邊坡進行人工修正，使邊坡的平整度、坡度達到設計的要求。平整度控制在±3 cm之內，而坡度控制在±1°之內，進行混凝土澆筑。由于設計邊坡具有一定仰角，不適宜采用一次澆筑的施工方式，鋼筋和模板工程要分層施工，且每層都不宜過高，防止在澆筑混凝土的過程中出現孔洞等問題。

本次工程中使用的是普通硅酸鹽水泥，原材料必須符合設計要求同時經過質量檢驗合格后方可進入施工現場。使用的速凝劑也必須滿足設計和質量要求，凝固時間要求在5～10 min之間。在對混凝土進行澆灌操作時使用插入式震動棒，振搗時發(fā)現混凝土開始泛漿或者不冒氣泡則停止工作，振搗時長一般為10～30 s。

在混凝土澆筑的過程中必須保證留足鋼筋保護層，要避免震動棒碰撞到鋼筋，施工人員在施工過程中也不能踩踏到鋼筋，在兩個相鄰錨桿作用的中心要預留好施工縫。逐層將混凝土振搗密實后封堵模板和鋼筋周圍的縫隙空間，及時清除掉落的混凝土。

在完成混凝土澆筑工作10～12 h后進行澆水養(yǎng)護。澆水要能夠使混凝土保持濕潤的狀態(tài)。如果發(fā)現混凝土表面出現白色小點或者裂縫等情況時，要適當延長澆水時間。

4 結 論

從高邊坡方案優(yōu)化設計角度出發(fā)，探討高邊坡的加固處理技術應用。以國內某水利樞紐工程建設為例，通過分析高邊坡安全系數取值及設計優(yōu)化方案，詳細闡述了高邊坡加固處理技術，包括了邊坡錨噴支護處理、邊坡錨噴支護施工、錨桿的加工與安裝操作等。

[1] 盧印.水利樞紐工程溢洪道高邊坡處理技術[J].黑龍江水利科技.2013(11):84-86.

[2] 中華人民共和國水利部.溢洪道設計規(guī)范：SL 253-2000[S].北京:中國水利水電出版社，2000.

[3] 李秀龍.高邊坡預應力錨索鉆孔精度控制技術[J].云南水力發(fā)電,2014(S1):55-57，62.

穆紅波(1975-)，女，遼寧建平人，工程師，主要從事水利工程管理方面的工作。E-mail: 359921081@qq.com。

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