水利水电工程高边坡加固与处理技术综述

2014-04-02路盘遵

黑龙江水利科技 2014年4期

关键词：孔内护壁抗滑桩

路盘遵

(贵州省盘县水利局，贵州盘县553500)

1 工程概况

某水库是一项以农业灌溉为主，兼顾农村人畜生活供水的综合利用中型水利工程。工程采用混凝土面板堆石坝，大坝坝高65 m，设计坝顶高程735 m，上游边坡1∶1.406、下游边坡 1∶1.4，坝顶宽7 m，坝顶长330 m。

2 喷锚防护技术

喷锚支护是一种用以加固高边坡围岩的有效措施，它主要是把锚固和喷射混凝土结合起来，已达到高边坡加固作用，防止岩体分离或者松动。喷锚支护是使围岩、混凝土喷层以及锚杆形成一个共同作用的体系。喷混凝土支护围岩的方式是向开挖面采用喷浆设备喷射一定厚度的混凝土层。由于混凝土喷层具有柔软性，密贴围岩，所以能控制围岩变形，同时能承受较大荷载，发挥和保护岩体潜力，填充胶结岩体的表层裂隙。喷混凝土施工工艺既可以是围岩的早期支护，也可以使其的永久性支护。

3 我国水利水电工程高边坡的加固与处理技术

3.1 测量放样

按照设计图纸，开挖完成后，再放出抗滑桩位置，同时计算抗滑桩坐标。在开挖路堑之前，严格测放出截水沟和边坡顶线的位置，然后开挖二级边坡。

3.2 开挖二级边坡，并做喷锚防护

利用挖掘机，根据放样，打入锚杆，喷射C20混凝土防护，挂钢筋混凝土。系统锚杆按设计要求采用Φ25钢筋，钻孔采用Φ50孔，锚杆呈梅花形布置，间距2 m×2 m，长度采用5 m。喷射混凝土厚度为8 cm，呈梅花形布置。挂Φ8@200×200 mm钢筋混凝土，喷射混凝土厚度为8 cm。

3.3 桩孔开挖

工程中共有5根抗滑桩，在完成二级边坡的防护工作后，开始开挖抗滑桩基坑，抗滑桩的桩间净间距为3 m，断面为2 m×3 m。从保证边坡和成孔稳定性的角度，按设计图纸要求，采取跳二挖一的方式开挖桩孔，也就是两边先开挖然后再中间开挖的顺序进行施工。按照设计，严格施工。采取人工挖孔方法进行抗滑桩桩坑的施工，出渣的提升采用电动卷扬机，作为挖孔桩护壁，采用20 cmC20钢筋混凝土。挖孔施工工艺流程如下:

3.3.1 施做抗滑桩琐口

在抗滑桩孔开挖过程中，为了保证孔口稳定，一般于正式开挖前，浇注抗滑桩在孔口部位进行琐口[1]。平板钢筋混凝土平板围绕抗滑桩上部护壁外，做成厚40 cm、80 cm宽，在一个平面上，保持抗滑桩桩顶和平板上表面平行。护壁采用双层钢筋结构，从桩顶向下2.18 m范围内，琐口采用C20钢筋混凝土结构。为了防止雨水和其他杂物落入孔内，在琐口上部做井圈，一般高于施工地面的30 cm以上。

3.3.2 孔身开挖及护壁施工

按设计强度要求，抗滑桩琐口混凝土达到强度的75%后，开始挖桩坑，根据地质情况决定桩坑开挖的每天深度。为了保证施工速度，每天开挖深度计划≥1.0 m。开挖后及时施做护壁，护壁厚度为20 cm，采用C20钢筋混凝土进行浇注。绑扎护壁与护壁间上、下节以及锁口与护壁的纵向钢筋搭接[2]。

3.3.3 孔内通风及照明

一边挖孔一边经常检查孔内的CO2含量，如孔深超过10 m或者孔内的CO2含量超过0.3%时，需要机械通风。通过Ф50的塑料管，在地面上用风扇或鼓风机，将新鲜空气不断的运到孔底，井底的空气在中间停工再复工前也需要彻底抽换。每次爆破后，由安全负责人随即进行通风排烟清孔，施工孔内确保无毒后，施工人员再下孔操作。孔内照明采用36 V以下的低电压，同时采取照明措施，在渗水和潮湿时，使用防护灯罩或者防水灯头进行必要的防护工作。

3.3.4 孔内排水

如果孔内渗水量不大，可以采用人工排水进行排水，当挖到桩底时，可以采用潜水泵进行抽水，在桩位的一角挖一个集水坑(0.6 m×0.5 m×0.5 m);如果孔内的渗水较大，可以一边施工一边抽水。

3.4 钢筋安装

连接钢筋采用机械连接直螺纹套筒的方式，由于抗滑桩桩身主筋为Φ32钢筋，直径较大，钢筋需要点焊成束，形成钢筋束。采取在钢筋加工场下料，在桩坑内进行绑扎的方法施工，这样可以克服这些弊端。绑扎中，注意需要错开钢筋搭接长度、位置以及接头等部位的距离。在同一断面内，接头要≥50 cm，一般错开35 d(d为钢筋直径)距离为宜，同时接头钢筋面积不超过50%的钢筋总面积。按设计及规范，绑扎钢筋成型后，要求进行验收。

3.5 桩身混凝土浇注

抗滑桩混凝土为C25，混凝土拌合采取混凝土拌和站方式，按设计图纸要求，运输采用混凝土运输车，混凝土浇注采用串筒，振捣采用插入式振捣器;保证混凝土密实度，防止过振，浇注过程中，每层浇注厚度控制在30 cm左右。浇注到顶面后，按要求抹平和修整，同时需要连续进行混凝土浇注，中间因故间断，间断时间不得超过前层混凝土的初凝时间。

3.6 挡土板施工

抗滑桩开挖和混凝土浇筑完成后，经过工程师和监理师检查合格后，桩前坡面土体分6次开挖，桩前土采用挖掘机开挖，每次开挖高度为2 m。

第一个2 m坡面开挖完后，立马绑扎挡土板钢筋，安装挡土板模板，然后浇注混凝土。同时钻造锚索孔，锚安制筋、注浆锚孔。按设计强度要求，挡土板混凝土达到75%后，张拉上一级锚索，开挖下一个2 m坡面，再进行锚索和挡土板的施工。循环往复，直到全部挡土板施工完成。

4 挡土板抹面养护

振捣密实混凝土以后，收面采用磨光机方式，用真空脱水装置及时吸干表面多余水分，再用手抹子收面，直至完成混凝土的初凝施工。在平均气温5℃条件下适当洒水，同时用适当的材料覆盖混凝土，在规定时间内，使混凝土保持足够的湿润状态，并符合下列规定:由温度决定混凝土初步养护时间，当最高气温＜25℃时，在混凝土浇捣完毕12 h内，覆盖薄膜同时洒水养护。当最高气温＞25℃时，在混凝土浇捣完毕6 h内，覆盖薄膜同时洒水养护。对于矿渣水泥拌制的混凝土或者普通水泥，洒水养护时间应≥14 d。对有抗渗要求的混凝土或者掺有缓凝性外加剂，洒水养护时间应≥21 d。养护初期，挡土板抹面养护因为水泥水化作用较快，必须确保较多的洒水量，确保混凝土表面保持足够的湿润状态。