泸定水电站库岸公路抗滑桩的应用

黄润泽

摘 要：近年来随着水利水电工程大规模修建，在库区公路修建过程中遇到的堆积体类地质灾害愈发频繁，由于堆积体岩土机构较为复杂，治理难度较大，如何治理堆积体保证水库蓄水后公路稳定安全运行，已摆在突出位置。在堆积体内布置抗滑桩是一中较为常用的治理方法，文章以泸定水电站库区公路堆积体为例，介绍在地质结构极为发育、地震活动频繁的大渡河峡谷抗滑桩施工工艺，在此基础上从施工质量角度进行归纳和总结，应遵循的技术准则，对以后拟建的其他水电站库区公路抗滑桩质量控制同样具有指导意义和借鉴意义。

关键词：库岸公路；抗滑桩；应用

泸定水电站库区位于川滇南北向构造带北段与北东向龙门山断褶带、北西向鲜水河断褶带交接复合部位。工程场地外围强震活动主要发生在鲜水河断裂带、安宁河断裂带和龙门山断裂带的相对活动段上，是我国山谷地质灾害频发的主要地区。泸定水电站库区公路系G318连接康定的主要动脉，治理堆积体保证公路安全成为施工重要任务之一。因此，探讨和研究抗滑桩施工的技术要点，保证施工质量，具有直接的实用价值。

一、工程概况

泸定水电站G318改建工程位于大渡河中上游泸定县境内。线路经过地段第四系松散堆积物与基岩相间出露，出露基岩为前震旦系康定杂岩，主要岩石类型有花岗岩和闪长岩等。第四系冰水堆积物（Qfgl）：分布于大渡河两岸，分布高程一般在1340m以上，以漂（块）卵（碎）石土为主，结构较紧密，坡度一般40°～50°；第四系冲洪积物（Qal+pl）：主要分布于冲沟沟口，沟岸及大渡河、漫滩及阶地上，以漂（块）卵（碎）砾石土为主，漂石、块石、卵石、碎石、砾石主要由花岗岩和闪长岩等构成，次圆～次棱角状。地表松散，干燥～湿；第四系残坡积物（Qel+dl）：主要分布于中陡斜坡、缓坡及坡脚，以碎石土为主，碎石由花岗岩和闪长岩组成，地表松散，部分地段可答稍秘状。一般情况下处于干燥状态，仅雨季或农田灌溉时处于稍湿～湿状态。

二、开挖方法

大崩积体抗滑桩位于高陡边坡上，只有人行通道通往崩积体，无法采用机械开挖，只能选用人工开挖。由于无工程经验可借鉴，为了确保抗滑桩顺利施工，先进行探坑施工。

（一）孔口开挖支护

在桩孔开挖之前，需进行孔口后边坡开挖、支护。先进行单个桩孔后侧边坡人工开挖，开挖之前需清理坡面危石，开挖好一段，需及时砌筑50cm厚的M7.5浆砌石护坡，护坡高度2～3m，确保后边坡稳定。施工时禁止多个桩体后边坡同时开挖，以防后侧边坡失稳。同时在桩井周边用大块石砌筑2～3m宽的施工平台。

施工平台形成后及时进行锁口混凝土施工，确保孔口稳定。锁口采用C15混凝土浇筑，厚5cm，宽50～150cm，沿孔口周边布置。在锁口平台上需预埋好卷扬机机座。施工期间在混凝土内预埋25插筋，以便焊接防护栏。

（二）塌滑体段开挖施工

开挖和井壁衬砌支护采用自上而下的施工顺序分段进行，分段高度为1～0.5m，但土石岩性质发生变化位置不应进行分段。桩孔塌滑体段由块石、碎石、粘土等组成，施工以人工开挖为主。大块石采用小药量松动爆破进行分解，解炮施工在上一层护壁混凝土强度达到70%后进行，并严格控制药量。塌滑体段开挖层厚要求不大于50cm，开挖基本成型后再人工刻凿孔壁至设计尺寸。在孤石较多的孔壁，石塊之间的空隙较大，需用小块石塞缝，相互嵌锁成整体，以增强孔壁的稳定性。桩孔出渣采用人工装渣到吊笼里，用卷扬机提渣到孔口。桩井开挖期间，每开挖一段应及时进行地质素描，由技术人员对开挖所揭露的地质情况进行现场复核确认，如实际情况与设计图纸存在差异，则应及时报告监理工程师，并按监理工程师意见进行处理。每开挖一层以后及时进行护壁混凝土施工。在地下水集中渗漏部位，在孔壁支护施工时应按要求采用埋管方式将水引出。实际施工中抗滑桩崩积体段的深度与设计深度会有一定的差异，设计单位需根据崩积体段孔深的变化，对基岩段孔深进行修正，以满足抗滑桩的受力要求。

（三）护壁混凝土施工

由于崩积体岩土结构复杂，护壁混凝士受力情况难以进行准确计算，混凝土的参数主要通过探坑护壁效果来确定。

通过探坑的护壁施工，为后续桩孔护壁提供了参考经验。后续桩孔开挖过程中，在块石结构部位的桩体原则上以C25素混凝土护壁，护壁厚度不小于30cm，护壁深度不超过8m，但塌滑体结构较為复杂，在施工过程中需根据开挖揭露的地质情况，及时进行调整优化。在碎石与土体含量较高的部位的桩孔，孔壁自稳性差，通过受力分析，需配单层钢筋，主筋为25@200，分布筋为18@250，混凝土强度等级为C25，厚度为30cm。

护壁混凝土模板选用组合小钢模，用35mm钢管支撑模板。混凝土用吊罐运输，采用人工入仓。为保证接缝处浇筑饱满，施工缝面需设置斜口，并需凿毛处理，钢筋混凝土护壁钢筋必须过施工缝，钢筋接头需错开。施工缝禁止设在滑动面处或土石分界面处。

（四）基岩段开挖

崩积体与基岩分界面非常明显，基岩段多为弱微风化岩体，桩孔不必进行混凝土护壁。基岩段的桩孔采用钻爆法开挖，在护壁混凝土强度达到70%后进行。为了减小爆破对崩体积及护壁混凝土的不利影响，须进行光面爆破，并严格控制单响最大药量。又因采用人工装渣，对爆破后的石渣粒径有要求。因此，按小药量、密孔、浅孔的原则进行钻爆设计，使周边孔符合光面爆破的技术要求。每排炮孔深控制在1.2m以内，根据实际地质情况和现场施工钻爆效果确定最佳施工钻爆参数。周边孔采用25小药卷间隔不耦合装药，掏槽孔和辅助爆破孔均采用32药卷，用非电毫秒雷管起爆。桩孔基岩段开挖深度应符合设计要求，断面不允许出现欠挖，不得存在反坡、陡坎尖角。桩井为矩形断面，长边与短边应垂直，开挖断面不小于桩身设计断面。出渣方法采用卷扬机吊出。每开挖完一段，必须及时进行后侧孔壁系统锚杆施工。

三、抗滑桩混凝土施工方法

抗滑桩位于崩积体高陡边坡上，凝土运输难度极大。为了便于施工，在崩积体上布置碎石机和打砂机，以利于排水洞开挖的新鲜洞渣生产碎石和人工砂，在抗滑桩两侧平台上布置两台0.35m3的小拌和机拌制混凝土。

单根桩体开挖到位后，及时进行桩身混凝土施工。利用桩井井壁的锚杆、插筋搭设钢筋架，进行钢筋的绑扎，钢筋绑扎定位准确，保护层满足设计要求，钢筋整体固定牢固。竖向受力钢筋的接头不得在土石分界处或滑动面处，钢筋接头应分散布置，在受拉区同一截面内钢筋接头面积不超过钢筋总截面面积的50%，接头错开间距不小于1.5m。由于主筋采用的是32的Ⅲ级钢筋，钢筋强度较高，接头需采用帮条焊或对焊，焊接质量应符合规范要求。28及以上的钢筋采用直螺纹连接，28以下的钢筋采用搭接焊。桩身混凝土不留施工缝，需连续浇筑，因此，同一根桩身钢筋应一次安装完成。

在桩身上段及联系梁上布置有1500kN级无粘接预应力锚索，钢筋安装后须安装锚索预埋管，预埋管安装位置、孔向要符合設计要求，固定牢固。

抗滑桩深度为13～36m，选用溜管入仓。钢筋安装结束后，沿井壁布置溜管，溜管须用锚杆、插筋固定好，溜管选用180mm钢管制作。下料口至混凝土面的高度不超过1.5m。浇筑时每层下料高度不大于50cm，并按要求振捣密实，浇筑过程中不允许停止。

四、锚索施工

抗滑桩预应力锚索为1500kN无粘结预应力锚索，结构与常现预应力锚索相同。在崩积体内造锚索孔，为本工程施工的又一难点。钻机选择为造孔的关键，我们选用的钻孔为DMDM-100型锚固钻机，该系列钻机在相类似的工程中曾成功应用过。

锚索施工采用地质钻机钻孔，孔径、孔深、钻孔倾角、方位角应满足设计要求。造孔应根据不同的地质条件采用不同的施工工艺。对于崩积体内或岩体较为松散破碎的地段，应采用钢套管跟进的施工方式（钢套管内径不小于160mm）；造孔结束钢套管伸入较完好基岩的长度不小于1m，并将套管留在孔中不拔出。对崩积体内和岩体极为松散破碎的地段，要求每钻进3m即测斜一次；对于岩体较完整的地段，要求每5m测斜一次。测斜后如发现偏差，应及时采取合理的纠偏措施。锚索成孔后，应用高压风将孔冲洗干净，但严禁用水进行冲洗，以防对崩积体产生不利影响。若内锚段位于破碎基岩中，应根据钻孔揭露的地质条件按设计要求进行固结灌浆施工，内锚段围岩灌浆必须采用单钻单灌，逐孔灌浆，并严格控制灌浆压力。

锚索施工其它工序，与常规无粘接预应力锚索施工相同。

五、施工工艺控制

（一）对设有渗水严重的堆积体，应先安装抽排水设备进行抽排水。抗滑桩竣工验收前，严禁对堆积体前缘进行规模开挖，造成堆积体的整体失稳。

（二）每根桩在开挖时，及时填录地质桩孔柱状图，详细记录地层岩性、滑动面位置，对软弱层、岩性变化界面、滑移面、擦痕等详细描述，必要时应有图片记录资料。开挖过程中及时核对滑面情况，如与设计出入较大，要及时报告，以确保嵌岩深度和抗滑桩的实际长度。

（三）护壁的厚度、砼强度、钢筋用量必须满足设计要求。开挖前做好锁扣盤，节壁浇筑前实测护壁净空尺寸，护壁混凝土应对称同时浇筑，同时振捣密实。地下水较大时，除缩短节距外，可加早强剂或速凝剂。涌水量较大时宜排、堵结合，即在加导管排水的同时，用加锚杆、钢筋网、小石笼等办法填塞掏挖空间，并用混凝土填捣密实，待混凝土达到一定强度后，再集中将导管内的水堵死，以避免因地下水的不断流出掏空护壁背面土体引起井壁垮塌，甚至滑坡。护壁和桩身混凝土强度均要达到设计强度，浇筑桩身混凝土强度均要达到设计强度，浇筑桩身混凝土前桩底用1：3水泥砂浆铺底，厚度10cm。

护壁各节纵向钢筋必须焊接，并保证搭接长度，严禁绑扎及弯钩挂接，搭接不得设在土石分界及滑动处。桩身钢筋宜预制成笼，并在制作钢筋笼时埋设超声波检测管。钢筋焊接质量必须符合技术规范，桩身钢筋采用闪光对焊，箍筋采用单面焊或双面焊；水平筋要深入墙内，并交叉搭接，绑扎牢固，有锚杆时应与锚杆连接。

（四）严格按照《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》（JTJ017-96）要求的观测方法和观测频率进行变形移动观测，并绘制变形位移图。当变形曲线发生突变或施工现场有异常滑动时，应立即撤出施工现场，确保人员安全。除用测距仪进行观测外，应辅以肉眼观测地面裂纹的长度、宽度、深度变化情况。

六、结语

崩积体抗滑桩施工，难点在于桩孔开挖及护壁。由于机械化程度低，人工操作多，工程技术人员必须全程跟踪每一道工序。本工程中抗滑桩为大断面深孔桩，无工程经验可借鉴，受力计算难以反映实际情况。通过探坑的开挖护壁施工，为后续桩体的施工提供了经验，再根据实际揭露的地质条件，对开挖及支护施工及时进行优化，得到了预期的效果。本工程中所采用的护壁形式按理论计算是不能满足要求的，从而也说明崩积体岩土体结构的复杂性，在施工中应注重对实际揭露的岩土体结构分析，对孔壁的稳定状况进行评价，不断进行优化，才能选择出切合实际的开挖及护壁方法。

桩体本身的施工质量和嵌岩深度的准确判断是保证抗滑桩安全和使用功能的关键所在。要准确判断判定嵌岩深度，除熟悉勘察报告，仔细分析滑动面、滑动带的基本地质特征外，有经验的技术人员对实际开挖桩孔的详细编录和准确判断至关重要。桩体必须埋入完整岩层或稳定坚实土层内，要充分考虑抗滑桩施工后墙前被动土体的压力作用，适时调整嵌岩深度。在覆盖层太深开挖难以挖至基岩的情况，可以考虑用钢管桩在孔底形成支撑平台。