斧子口水利枢纽左岸边坡加固方案及施工

莫树元

（广西桂林市防洪排涝工程管理处，广西 桂林 541002）

斧子口水利枢纽左岸边坡加固方案及施工

莫树元

（广西桂林市防洪排涝工程管理处，广西 桂林 541002）

介绍了斧子口水利枢纽左岸边坡在开挖过程出现的深层贯穿性裂缝及浅层洞隙问题，分析了裂缝滑塌的原因，根据揭露后的边坡地质结论和建议，提出了边坡的加固处理方案，并介绍了边坡加固的施工过程。

斧子口水利枢纽；裂缝；加固；预应力锚索；边坡施工

1 工程概况

桂林市斧子口水利枢纽是桂林市防洪及漓江补水枢纽工程之一，枢纽位于漓江上游干流陆洞河上，是一座以城市防洪及漓江生态补水为主，结合发电等综合利用的水利工程。枢纽主要由拦河坝、泄水建筑物及引水建筑物进水口、坝后式厂房等组成。水库正常蓄水位为267 m，总库容1.88亿m3，电站装机容量15 MW，最大坝高76.5 m。

工程于2011年12月正式开工。2013年10月，在左岸坝肩基础开挖过程中，发现左岸坝肩下游侧271.5 m平台及开挖成型边坡出现深层贯穿裂缝，裂缝最大宽度约为5 cm，裂缝垂直方向延伸至约245 m高程，并有多条浅层裂缝。2013年11月，当边坡开挖至258 m高程时，在开挖坡面发现一条宽约40～50 cm、高约50 cm的原始洞隙，洞隙走向基本垂直坡面，原始洞隙下游侧发现浅层洞隙共4条，洞隙宽度5～8 mm。2013年11月28日，参建各方组织召开专题会议研究处理方案，决定对发现的原始洞隙采用M10砂浆无压充填。

施工单位随后开始258 m高程以下边坡开挖施工，因现场施工条件复杂，边坡锚喷支护不及时，开挖边坡暴露时间较长，且存在砂浆锚杆成孔不好、注浆不满浆等情况，导致边坡喷锚支护效果受影响。左坝肩基础开挖爆破施工也对边坡稳定造成了一定的影响，增加了该边坡不稳定因素。至2013年12月13日，在258 m高程平台出现不连续裂缝，裂缝宽度3～5 mm，沿258 m平台顺水流方向断续延伸至下游后顺坡面235 m高程，2013年12月14日，参建各方组织召开专题会议，参建各方认为基于裂缝小且不连续，建议按原设计支护方案抓紧完成边坡喷锚支护，在边坡坡面支护未完成前不能继续开挖左坝肩，坡脚堆渣体不能进行清理。

2013年12月17日，根据施工单位变形观测成果，边坡观测点水平位移值较大。2013年12月26日，258 m高程裂缝宽度继续发展，235 m马道平台裂缝沉降加大（达到10 cm）。2013年12月27日，参建各方再次组织召开专题会议，要求暂停235 m高程以下靠近左岸3#、4#坝段及发电厂房等相关部位的开挖作业。2013年12月28日，业主邀请相关专家到现场会同参建各方对边坡稳定和安全进行初步分析评估，研究处理方案，最终选定预应力锚索加固方案。

2 边坡地质结论及建议［1］

（1）开挖揭示的地质情况与初设阶段勘察结论基本一致，认为边坡岩体顺向坡节理裂隙发育，与层面切割组成不稳定块体，边坡稳定性较差，需采取工程处理措施。局部地段岩体洞隙的发育、卸荷裂隙的规模、岩体风化等超出初设的判断。

（2）边坡开裂滑塌主要原因为边坡岩体节理裂隙发育、施工控制效果欠佳、重车频繁碾压震动、雨水入渗等因素造成。产生裂缝的左岸边坡上部为上坝公路，下部为发电厂房，若边坡失稳将会产生严重的后果，为确保工程安全，建议马上对存在安全隐患的边坡进行有效的加固措施，加固前应对边坡加强变形位移观测，在边坡加固完成前封闭上坝公路，暂停放炮作业，避免扰动边坡。

（3）对已产生严重变形且有放坡空间的边坡，建议先削坡再采取锚索等加固措施，以确保边坡稳定。由于边坡地质条件较为复杂，且雨季施工孔内岩粉是否吹洗干净难以判断，建议对锚索孔进行钻孔电视摄像，以查明锚索孔岩体条件和孔内是否吹洗干净，确保锚索施工质量。

3 边坡加固方案［1］

根据现场揭露的左岸边坡工程地质现状及边坡稳定安全的初步分析评估，本次设计确定边坡防护变更设计为厂房左侧边坡、上坝公路桩号0+810～0+900 m段边坡及大坝左坝肩边坡，具体范围如下：高程为215.0～301.5 m间、顺河向桩号为坝上0－015～坝下0＋120 m、垂直河流向桩号为坝0－025～坝0＋080 m范围内的左岸边坡，共分成A、B、C、D四个区域分别进行防护。其中A区为厂房至上坝公路之间的边坡，B区为上坝公路桩号0+810～0+840 m段路面以下边坡，C区为上坝公路桩号0+810～0+860 m段路面以上边坡，D区为上坝公路桩号0+860～0+900 m段路面以上边坡及大坝左坝肩桩号坝上0-011.5～坝下0+012.5 m段边坡。具体布置如下：

（1）厂房左侧边坡（厂房至上坝路之间的边坡）（A区）。主厂房上游侧至坝脚段左侧边坡为基岩边坡，但岩质较破碎，坡面存在多处裂缝。为保证边坡施工安全，在271～230 m高程之间的未滑塌坡面先进行锚喷支护，砂浆锚杆长9 m，直径28 mm，间距2.5 m×2.5 m，喷混凝土厚0.15 m；已滑塌坡面沿滑塌面按每层3～5 m自上往下逐层开挖和支护，上一级开挖完成后马上进行支护，待支护完成后再进行下一级边坡的开挖及支护，初期支护型式也采用锚喷支护，砂浆锚杆长4.5 m，直径28 mm，间距2 m×2 m，喷混凝土厚0.15 m。在锚喷支护的基础上再进行边坡的预应力锚索施工。本部分边坡锚索锚头外的传力结构采用混凝土台座间加联系梁结构。锚索间布置有钢筋混凝土框架梁，框架梁混凝土强度等级为C30，断面尺寸为0.4 m×0.4 m（宽×高）。锚索竖向间距为5 m，水平间距为4 m。锚墩尺寸为1.5 m×1.5 m×0.6 m，混凝土强度等级为C30。

（2）上坝公路桩号0+810～0+840 m段路面以下边坡（B区）。根据地质调查，左岸上坝公路0+810～0+840 m段路面以下边坡，坡面表层由全风化的岩层和残坡积层组成，岩层倾向下游，失稳型式主要为表层的滑动，本部分坡面下部拟采用抗滑挡土墙联合预应力锚索进行加固，上部采用框格草皮护坡。挡墙混凝土强度等级为C25，挡墙高6 m，顶宽0.6 m，墙身坡比1∶0.7。墙身布置2道锚索，锚索水平向间距4 m，竖向间距4～5 m。锚墩混凝土强度等级为C30，锚墩尺寸为1.5 m×1.5 m×0.6 m。墙顶至公路间坡面设置混凝土框格草皮护坡。考虑本段边坡位于公路转弯段，且岩层倾向下游，为加强边坡及公路的稳定，本次设计考虑在公路外侧设置一排竖向钢筋桩，钢筋桩顶部与C25混凝土框格相连。钢筋桩孔径150 mm，桩内布置3根直径25 mm钢筋，灌注M2O水泥砂浆。单根桩长18m，桩间距1.5m。

（3）上坝公路桩号0+810～0+860 m段路面以上边坡（C区）。坡面280 m高程至路面之间坡面风化较深，表层由全风化岩层和残坡积层组成，拟采用锚索联合混凝土面板进行加固，面板混凝土强度等级为C25，面板厚0.4 m。锚索水平向间距4 m，竖向间距5 m。锚墩尺寸为1.5 m×1.5 m×0.6 m，混凝土强度等级为C30。

（4）上坝公路桩号0+860～0+900 m段路面以上边坡（D区）。坡面285 m高程至路面之间坡面拟采用锚索联合混凝土框格梁进行加固，框架梁混凝土强度等级为C30，断面尺寸为0.4 m×0.4 m（宽×高）。锚索垂直向共布置4排，锚索水平间距为4 m，竖向间距为5 m。锚墩尺寸为1.5 m×1.5 m×0.6 m，混凝土强度等级为C30。

（5）大坝左侧坝上0-011.5～坝下0+012.5 m段边坡（D区）。本段边坡开挖坡比较陡，根据灌浆平洞开挖情况揭露，岩石比较破碎，且本段边坡高度超过80 m。故为增强本段边坡底部稳定性，本次设计拟在271.5 m至286.5 m马道间和286.5 m至301.5 m马道间各布置两排预应力锚索进行加固，锚索间布设钢筋混凝土框格梁。框架梁混凝土强度等级为C30，断面尺寸为0.4 m×0.4 m（宽×高）。锚索水平间距为4 m，竖向间距为5 m。锚墩尺寸为1.5 m×1.5 m×0.6 m，混凝土强度等级为C30。

4 边坡施工

4.1 边坡开挖及锚喷挂网支护

边坡锚喷支护施工程序：边坡开挖成型→50 mm厚喷C20混凝土封闭→脚手架及施工平台搭设→锚杆及排水孔施工→挂网→补喷100 mm厚混凝土封闭（不封闭排水孔）。

A区边坡271～258 m高程之间坡面为一次开挖成型，然后进行锚喷支护及锚索施工，待锚索施工完成后才进行258 m高程以下的坡面施工，258 m高程以下滑塌岩体开挖采取沿裂缝自上而下分层凿除，分层高度为3～5 m。每层边坡开挖成型后都及时组织锚喷挂网支护加强边坡稳定和施工安全，在此前提下再行组织进行承重排架搭设及后续锚索施工。

根据现场实际情况，B区边坡坡度较陡、场地狭窄且表面为强风化覆盖层，现场首先将挡墙范围内坡面及基础开挖成型后立即组织进行锚墩及挡墙混凝土施工。开挖渣料沿坡面人工翻运至冲沟底部215.95 m平台集中后，利用挖掘机装车，自卸汽车运至弃渣场。

C区和D区边坡开挖平整主要为前期喷护的混凝土（含钢筋网割除）、锚墩及面板底部齿墙（C区）、框格梁（D区）基础开挖，为确保交通畅通，开挖料采取随挖随清的原则。

4.2 锚索施工

锚索主要施工工序为：搭建承重脚手架→坡面清理→素喷50 mm混凝土封闭坡面→锚杆及钢筋网施工→坡面喷混凝土防护→造孔→锚索安装→锚索灌浆→锚墩施工→锚索张拉→封孔灌浆→混凝土框格梁施工（挡墙施工）。

施工中严格按照规范及设计要求采取自上而下的施工程序。在保持边坡围岩稳定的情况下，上一层预应力锚索基本施工完毕后才开始下一层预应力锚索施工。本段边坡表面岩层比较破碎，表面分布有裂缝，坡面清理主要采用人工清理，未采用爆破施工，以免坡面受到二次破坏。

在进行A区边坡施工时按每层3～5 m自上而下逐层开挖和支护，上一级开挖完成后马上进行支护，待支护完成后才进行下一级边坡的开挖及支护，支护顺序是先进行锚喷支护施工再进行锚索支护施工。

混凝土施工为拌合楼生产，利用混凝土搅拌运输车运至现场，通过搭设溜槽或人工配合汽车吊等设备入仓。

由于边坡岩体中存在卸荷裂隙等，地质条件较为复杂，仅根据进尺情况和孔口返灰情况很难准确判断孔内岩体是否完整，且施工期跨越雨季，部分孔内潮湿甚至有积水，粉尘吹洗困难，对洗孔是否干净很难判断，因此，在锚索孔造孔时均进行孔内电视摄像，以查明钻孔岩体条件，确保锚索施工质量。

5 结语

斧子口水利枢纽左岸边坡开挖过程中出现裂缝及局部滑塌，原因主要是工程地质条件较差、现场施工质量控制不严及上坝公路功能改变等，根据现场实际情况，提出了预应力锚索加固方案。目前，边坡加固已施工完毕，半年多来，根据边坡监测结果，加固后的边坡是安全稳定的。

[1] 广西壮族自治区水利电力勘测设计研究院.广西桂林市防洪及漓江补水斧子口水利枢纽左岸边坡防护设计变更报告（报批稿）[R].南宁：广西壮族自治区水利电力勘测设计研究院，2015.

（责任编辑：刘征湛）

Left bank slope reinforcement scheme and construction of Fuzikou Hydraulic Complex

MO Shu-yuan
（Flood Control and Drainage Project Management Office of Guilin City,Guilin 541002,China）

In the course of left bank slope excavation for Fuzikou Hydraulic Complex,deep penetrating cracks and shallow holes or gaps were founded.The author analyzed the causes for crack sliding and put forward the bank slope reinforcement scheme in accordance with the geological conclusions and suggestions.An introduction was made on the slope reinforcement construction process.

Fuzikou Hydraulic Complex;crack;reinforcement;pre-stress anchorage cable;bank slope construction

TV554.12

B

1003-1510（2016）02-0054-03

2016-01-19

莫树元（1965－），男，广西兴安人，广西桂林市防洪排涝工程管理处工程师，主要从事水利水电工程建设及管理工作。