浅谈公路边坡震后处理施工技术
2019-11-29林军
林军
中国水利水电第七工程局有限公司 四川成都 611130
1 工程概况
多诺水电站位于四川省九寨沟县境内的白水江流域一级支流黑河上游,属于黑河-白水江水电规划一库七级中的龙头电站,为混合式开发电站,装机容量2×50MW。右岸边坡表层覆盖层薄,下伏岩体风化卸荷强烈,埋深较深,其特征主要表现为裂隙张开,其开度一般2-5mm,且不连续,最宽处可达20cm。大多充填岩块或少量岩屑,局部充填浅黄色泥,岩体完整性差,破碎,结构较松驰,裂面中-强锈。在2017年8月8日九寨沟县发生7.0级地震,造成多诺水电站大坝坝前右岸,靠近取水口的山体出现多条宽大,纵向深的裂缝,为防止山体垮塌造成边坡下若尔盖县-九寨沟县的公路中断及电站进水口被破坏,对边坡进行了综合治理支护施工。
2 边坡施工程序
震后边坡处理原则按“从上到下,分区分块,分阶段分部位”进行。处理的顺序为裂缝顶部防雨覆盖、截排水沟施工、边坡危石倒悬体清撬、表面覆盖层刷坡清理、挂钢筋网、喷混凝土、锚杆锚筋束施工、预应力锚索施工、浇筑框格梁混凝土、排水孔施工,以此形成“点、线、面”的综合治理效果,完成综合治理边坡表层危岩滚落、浅层裂缝张开、深层变形失稳等问题,解决震后边坡侧向位移破坏问题,达到综合治理目的[1]。
3 施工技术
3.1 裂缝防护
为防止雨水进入裂缝内而增大山体荷载,在裂缝处采用防水土工布覆盖。在缝的两侧开挖与缝平行的小槽,清扫施工面,覆盖土工布,用土对之进行压盖。两片布之间的搭接宽度不少于0.5m,铺设时保证边坡上的布在上,边坡下的布在下的搭接方式。
3.2 截排水沟施工
为保护开挖支护边坡免受雨水冲刷,截排水沟在施工前及早施工,首先进行测量放样,确定标高、排水方向、开挖宽深。采用人工开挖,截水沟纵坡平顺,沟壁沟底全部浇筑混凝土并用砂浆抹面处理。
3.3 覆盖层清坡
在边坡上搭设脚手架,首先对边坡开口线开挖倒角和清除3m范围内的较大树木。采用人工自上而下进行开挖清坡。清除施工范围内的浮渣、坡残积层、孤石、危石,以及松动、倒伏、破碎岩体、山梁部位的强卸荷岩体。清坡后的坡面平顺过渡,没有陡坎和倒悬岩体。开挖过程中在公路中靠边坡一侧设置挡土设施,并用装载机配自卸汽车清运。
3.4 网喷混凝土
在边坡土石方清坡后及时进行挂钢筋网Φ6.5@15×15cm,钢筋网节点须与锚杆头牢固焊接。喷C20混凝土支护,厚15cm;混凝土由拌合站统一拌制,5t自卸车运输,TK500混凝土喷射机喷射。挂网钢筋在钢筋厂统一制作,运至现场后人工安装。
3.5 锚杆、锚筋束施工
普通砂浆锚杆Φ25、L=4.5,入岩4.0m/4.4m,外露0.5m/0.1m;其外露0.5m部分兼作框格梁插筋,间排距2m。在公路下部2378m-2386m高程间布置1排锚筋束;锚筋束3Φ28,L=9m,入岩8.5m,外露0.5m,间距4.0m。在公路上部2394m-2414m高程间布置2排锚筋束;锚筋束排距10.0m。
锚杆、锚筋束施工均采用QZJ100B潜孔钻在脚手架上钻孔,锚杆采用人工安装。锚杆采用先注浆后插杆的施工方法,锚筋束采用跟管成孔先插杆后注浆的施工方法。注浆采用MZ-30型锚杆注浆机。
3.6 预应力锚索
在若九公路下部2378m-2386m高程间布置2排预应力锚索,与锚筋束排间间隔布置;锚索P=2000kN,间距4.0m,排距8.0m,俯角10°。在公路上部2394m-2414m高程间布置3排锚索,与锚筋束排间间隔布置,锚索排距10.0m。预应力锚索单束锚索长度为60-80m不等,锚索均为压力分散型。
3.6.1 锚索试验
在预应力锚索大面积实施前分区域进行3根锚索试验孔的施工,并进行孔底20m声波测试确定最终孔深。为保证声波测试效果,声波测试段不采用固结灌浆方式成孔,且成孔后为裸孔。
3.6.2 预应力锚索的施工
锚索施工作业在排架平台上进行。使用全站仪测量定位,YXZ-90A潜孔钻机钻进成孔。边坡岩体非常破碎,锚索孔较深,锚索自由段全段Φ168套管跟管(不拔出)钻进。在锚固段换用Φ130钎头并结合固结灌浆措施钻进至设计深度。当锚固段钻进过程中,如遇掉钻、塌孔等情况,则延长自由段,并相应加深锚索长度至锚固段能成孔且岩体质量满足要求。锚索孔破碎段采用冲击器配套同径粗径长钻具、钻杆体焊螺旋片、扶正器、防卡器、反振器、Φ89钻杆等成孔。锚固段孔段采用喷射灌浆钻具进行固结灌浆处理。为控制钻孔精度以满足设计规定,采用防斜钻具组合控制孔斜和钻孔精度。在孔口采用湿式除尘器除尘[2]。
对锚索锚固段进行分段固结灌浆,完成分段水泥砂浆固结灌浆后再下索并灌注水泥净浆。锚索造孔和灌浆自上而下分段进行,通常情况下分两段进行,具体分段长度根据造孔和灌浆情况确定。
锚墩混凝土的标号为C35(7d)。在锚墩内预埋连系梁钢筋,连系梁钢筋外露足够的搭接长度。
浆液采用高速搅拌机拌制。纯水泥浆注浆采用3SNS灌浆泵,水泥砂浆采用WDSJ200液压砂浆泵灌注。采用YDC240Q单根张拉千斤顶张拉,配用ZB4-500高压油泵。
3.7 框格梁混凝土
框格梁混凝土尺寸50cm×50cm、C25钢筋混凝土,并与锚索锚墩和锚筋束外露端相连接。公路上侧边坡框格梁混凝土采用HB60混凝土泵入仓浇筑,公路下侧边坡采用溜槽入仓浇筑[3]。
3.8 排水孔
边坡排水孔孔径Φ50m m,L=4.0m,仰角5°,间排距3m,孔内置外径为Φ40mmPVC排水花管,外包一层反滤土工布,管口出露5cm。采用QZJ100B潜孔钻在脚手架上钻孔。
4 结语
对地震后的边坡进行综合处理,包括裂缝防护、截排水沟施工、边坡清理、网喷混凝土、锚杆锚筋束施工、预应力锚索施工、浇筑框格梁混凝土、排水孔施工等施工技术。最终成效显著,满足了边坡治理的目的,可供震后、开挖影响、变形破坏等存在侧向位移的公路边坡治理等类似工程参考。