青山水库工程导流洞进口高边坡支护措施

王红霞

【摘要】青山水库导流洞工程是大坝截流后临时工程，导流洞进口边坡高且陡，按设计边坡开挖完成后，裸露边坡岩石节理发育，岩石松动掉块时有发生，参建各方现场研究确定，采取长锚杆、表面挂钢筋网喷混凝土、局部采取固结灌浆等加固方案。

【关键词】导流洞；高边坡；支护

1、工程简介

葫芦岛市青山水库工程位于辽宁省葫芦岛市六股河中游，工程由大坝枢纽和输水管线组成。主坝为粘土心墙砂砾石坝，坝长735.63m，坝顶高程96.29m，最大坝高42.79m，坝顶宽7.0m。水库库容6.63×108m3。

临时导流洞位于主坝左岸边的输水洞右侧。为直径5 m的圆形有压洞，长度388.5m。洞内采用钢筋混凝土衬砌。

2、工程地质条件

导流洞进口边坡岩石为强风化二长花岗岩，属V类岩石。导流洞洞脸部位左侧有一条节理裂隙极发育，宽度约10cm。洞脸部位有两条主控节理极发育。洞顶部位节理裂隙相互切割，形成破碎带，块状大小约为20-60cm。75m马道左上侧为节理密集带且相互切割，极破碎，右上侧为岩石破碎体。该段岩石整体破碎，稳定性极差。

3、边坡支护方案

左岸边坡及洞脸边坡采用6米～8米M20砂浆锚杆边坡支护，1.5㎡/根，共计662根梅花形布孔；孔径70～80mm，锚杆采用Φ25钢筋，外露60mm，锚杆外露部分套丝，用200×200mm钢板（15mm厚）做垫。

洞脸边坡裂隙带及洞身周围先素喷混凝土10cm封闭，然后超前固结灌浆，灌浆孔深6米，分段循环进行，灌浆压力0.3MPa、0.5 MPa、1.0 MPa逐次升高，灌浆孔约83孔，共计498米。

4、进洞支护方案

（1）明拱支护

沿洞轴线反方向支护明拱5米，城门洞型，半圆内径6.7米，高6.7米；两侧外脚均设1米宽0.5米高的地梁，地梁向下打两排锚杆间距0.5米，6米深。明拱骨架为20号工字钢，间距0.5米，骨架用Φ25钢筋0.5米间距连接，内层挂Φ8@150×150mm钢筋网片，外层Φ25@200作主筋，Φ8@150做副筋。

（2）洞顶支护

洞口顶部块石清除至65米断层处，清除部分采用20号工字钢支异型桁架支护，回填混凝土，深度清除至较完整岩石面。

5、施工方法

（1）脚手架搭设

为提供边坡打钻、锚杆及灌浆作业平台，搭设脚手架。搭设要求：

1）施工中不允许超过设计荷载。

2）小横杆、大横杆和立杆是传递垂直荷载的主要构件。而剪力撑和斜撑主要保证脚手架整体刚度和稳定性的并有加强抵抗垂直和水平作用的能力。

3）搭设要求：左岸边坡线搭设24m双排钢管脚手架；洞脸边坡线搭设14m双排钢管脚手架。

4）采用Φ48×3.5mm双排钢管脚手架搭设，立杆横距b=1.0m，主杆纵距l=2.5m。脚手架步距h=1.2m，脚手板从地面2.0m开始每5m设一道（满铺），共3层。通过计算，均布荷载Qk=2.0KN/㎡。

（2）使用材料

1）钢管采用Q235A钢，其力学性能符合国家现行标准《碳素结构钢》（GB/T700-2006）中Q235A钢的规定。每批钢材进场，均有检验合格证。

2）钢管选用外径48mm，壁厚3.5mm的焊接钢管。立杆、大横杆和斜杆的最大长度为6.5m，小横杆长度1.5m。

3）扣件采用机械性能不低于KTH330-08的可锻铸铁制造。铸件不得有裂纹、气孔，不宜有缩松、砂眼、浇冒口残余披缝，毛刺、氧化皮等清除干净。

4）扣件与钢管的贴合面必须严格整形，保证与钢管扣紧时接触良好，当扣件夹紧钢管时，开口处的最小距离不小于5mm。

5）扣件活动部位能灵活转动，旋转扣件的两旋转面间隙小于1mm。

6）脚手板采用杉木制作，厚度不小于50mm，宽度大于等于200mm，长度为4--6m，其材质符合国家现行标准《木结构设计规定》。

（3）搭设技术措施

1）立杆垂直度偏差不得大于架高的1/200。

2）立杆接头除在顶层可采用搭接外，其余各接头必须采取对接扣件，对接符合以下要求：立杆上的对接扣件交错布置，两相邻立杆接头不设在同步同跨内，在高度方向错开的距离不应小于500mm，各接头中心距主节点的距离不大于步距的1/3，同一步内不允许有二个接头。

3）脚手架底部设置纵、横向扫地杆。纵向扫地杆用直角扣件固定在距垫铁块表面不大于200mm处的立杆上，横向扫地杆用直角扣件固定在紧靠纵向扫地杆下方的立杆上。

4）大横杆设于小横杆之下，在立杆内侧，采用直角扣件与立杆扣紧，大横杆长度不小于3跨，并不小于6m。

5）架子四周大横杆的纵向水平高差不超过500mm，同一排大横杆的水平偏差不大于1/300。

6）每一主节点处必须设置一小横杆，并采用直角扣件扣紧在大横杆上，该杆轴线偏离主节点的距离不应大于150mm，靠墙一侧的外伸长度不应大于250mm，外架立面外伸长度以100mm为宜。操作层上非主节点处的横向水平杆宜根据支承脚手板的需要等间距设置，最大间距不应大于立杆间距的1/2，施工层小横杆间距为1m。

（4）边坡超前固结灌浆

1）钻孔孔径为50-60mm，孔深为6m。

2）施工次序：灌浆施工遵循围、挤、压原则，分2个次序进行，先钻灌第Ⅰ次序孔，后钻灌第Ⅱ次序孔。

3）灌浆全孔一次灌浆，避免渗漏等情况，灌浆塞塞在0.5m的部位。

4）在灌浆过程中，将压力分为几个阶段，分别为0.3、0.5、1.0MPa逐渐升高，灌浆开始如果注入率大时，使用最低一级的压力灌注，当注入率减少到一定限度则将压力升高一级，最高压力不大于1MPa。

5）水灰比级为：2：1、1：1、0.8：1、0.5：1四个比级，灌浆过程中由稀浆开始，逐渐变浓，直至达到结束标准时，以所变至的那一级浆液浓度结束。当注入率大于30L/min时，可根据具体情况越级变浓。

6）灌浆结束标准及封孔：当注入率不大于1.0MPa/min，继续30min，灌浆即可结束。封孔采用全孔灌浆封孔法，把孔内余浆置换成水灰比为0.5的浓浆，进行存压式灌浆封孔，封孔压力可根据具体情况确定。

结束语

导流洞进口边坡支护施工两个月顺利完成，并经过2012年8.4大暴雨的考验，经过两年运行，效果良好，保证了青山水库导流工程顺利进行。

参考文献：

[1]《建筑施工脚手架实用手册》

[2]《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》（DL/T5148-2001）

[3]《水利水电工程钻孔压水试验規程》（SL31-2002）等。