新疆ABH 某进水塔不良地质处理与施工

徐 伟

（新疆伊犁河流域开发建设管理局，新疆 乌鲁木齐 830000）

1 工程概况

1.1 进水塔

ABH 某进水塔位于某坝址上游左侧，发电引水洞进口和排沙洞进水口布置在同一进水塔。进水塔边坡为阶梯型，分七级开挖，第一级马道高程为EL 1 233.0 m，七级底板高程为EL 1 157.5 m，全高75.5 m，边坡坡比为1∶0.25～1∶0.7。主要施工内容包括混凝土截水沟、马道混凝土排水沟、土石方开挖支护、锚喷支护及1 000 kN 锚索（单根长度有 30 m、25 m）等。

1.2 进水塔基础地质情况

2019 年4 月10 日，进水塔边坡开挖已经按原设计开挖完成。实际开挖揭露的岩石覆盖层界线，与前期勘察成果存在一定差异，进水塔轴线揭露的基岩覆盖层界线的高程为1 153.9 m，岩性为石灰系中统冬图津河中亚群第一段（C2dnb-）a大理岩化灰岩，以弱风化为主，岩体质量可基本满足承载要求。在进水塔下游边缘拐点处，为第四系坡崩积（Q4d1+co）l碎石土，无法满足承载要求。经补充勘察，前沿角点覆盖层最深处达13.5 m（自基础开挖底面1 157.5 m 算起）。

在进水塔基础角点进行钻孔。孔深0～7 m（高程1 160.88—1 153.88 m）为第四系全新统坡崩积块石、碎石及碎石土，岩性主要为大理岩及凝灰质砂岩，分选差、棱角状、较松散。

孔深 7.0～17.0 m（高程 1 153.88～1 143.88 m）为第四系全新统冲洪积飘卵砾石，成分以花岗岩为主，大理岩、凝灰岩、砂岩及灰岩次之，粒径多为20～60 cm，且含有粒径1～2 m 的漂石。级配不良，分选性差，漂石含量为60%，局部漂石含量达到了80%，中下部密实。

孔深17 m（高程1 143.88 m）以下，揭露地层为石灰系中统冬图津河中亚群第一段（C2dnb-）a；岩性主要以厚层～巨厚层灰～灰白大理岩为主，夹有中厚层灰～深灰色灰岩，大理岩、灰岩致密坚硬，强度较高。孔深17～21 m 为弱风化，21 m 以下为微新岩体。

2 施工要点

2.1 不良地质处理

根据勘察结果，将进水塔基础下部坡积物覆盖层全部挖除，并对基岩面实行台阶状开挖，台阶尺寸5 m×3 m（宽×高），可根据现场开挖情况进行具体调整。两侧坡积物开挖坡比按照1∶1.5 进行控制。

在基岩开挖面布置直径25 mm 普通砂浆锚杆，梅花形布置，长5.0 m，间排距2.0 m，锚入基岩4.0 m，外露1.0 m，保证外露锚杆与混凝土紧密结合。

基础下部覆盖层挖除部位，用C25 F200（二级配）混凝土进行回填。

2.2 施工重难点分析

勘察期间覆盖层的孔隙潜水水位埋深11.4 m，地下水水位高程为1 149.48 m，基岩裂隙水位埋深为15.8 m，水位高程为1 145.08 m。根据大井法初步估算，开挖基坑排水量约为233.4 m3/h。进水塔基础位置周边河床水位EL 1 150 m，基础开挖高程EL 1 144 m，进水塔基础开挖高程低于河床水位6.0 m，开挖将会受到渗水影响。为保持基坑开挖工作面干燥，工程开挖应设置集水坑，配置125-130-15-11 潜水泵3 台（1 台备用），水带200 m，对渗水进行抽排。

施工干扰进水塔基础开挖处理，将影响排沙洞进口正常施工。排沙洞进口底板高程为EL 1 157.5 m，当进水塔基础开挖（EL 1 157.5 m～EL 1 144 m）时，排沙洞进口施工工作面下降，排沙洞桩号0+000—0+052.6段压力钢管安装，将无工作平台。

3 水流控制及基坑排水

根据设计下发的2019 年防洪渡汛方案，此部位防洪按10 年一遇洪水，相应水流量为102 m3/s。在导流洞已拆除便桥两侧桥墩间情况下，进口河道最窄处宽18 m，河床底高程1 150.4，桥顶路面高程1 154.3，过流断面为：18×（1154.3-1150.4）=70.2 m2，现场流速按 2 m/s 算，该断面过流能力 70.2×2=140.4 m3/s，满足防洪度汛要求。为了保证基坑安全，减小抽排水量，计划采用如下措施。

3.1 水流控制

本工程不单独设置围堰，利用原进场道路挡水，不进行防渗处理，为降低基坑内外水位差，减少渗水量，计划采用1.6 m3反铲在原导流洞施工便桥下游侧开始，对河道挖宽挖深。减小基坑内外水位差，减少基坑渗水量。砂砾石堆放在河道右侧，用于加固路基，将大石块堆放在外侧起防冲作用。

3.2 基坑抽排水

该部位地下水位高程为1 149.48，与河水位基本保持一致，河道挖深后至基坑底水位差约2.5 m，根据设计通知，基坑排水量约为233.4 m3/h，根据现场实际情况，采用明排法进行抽排，采用125-130-15-11 型潜水泵3 台，其中1 台备用。该型号水泵排水量为130 m3/h，两台水泵合计抽排水量260 m3/h，满足基坑抽排水量，如遇降雨等突发情况，启动备用水泵。配三根120 钢管抽排至河道，水泵出水口与排水钢管间用4 m 长钢丝胶管进行连接，排水钢管过道路部分进行挖沟填埋，深50 cm。同时配7.5 kW、3.5 kW 潜水泵各2 台，对分散渗水点渗水抽排至总集水坑。开挖到地下水水位以下的每一层，开挖前先进行排水沟及集水井开挖，考虑施工设备及分层高度，排水沟开挖宽按0.5 m 进行控制，深度1.0 m，在适当位置设置2 m×2 m×2 m 集水井。开挖完成一层后抽排水设备向下移动一层直至开挖结束。

4 施工过程

4.1 施工总程序

从上至下分层进行边坡开挖，同步进行现河道挖深挖宽，基坑开挖完成后进行混凝土分层浇筑，分层厚度控制在3.0 m 以内，浇筑完成一层回填一层，交替上升，直至处理完成。

4.2 测量放样

根据测量控制网或加密点坐标，及设计图纸的相关数据，通过专业测量人员架设测量基站，采用全站仪测放边坡开挖边线，同时打设木桩或撒白灰线作为边坡开口标识，测量完成后及时做好原始数据记录。

4.3 土方开挖

土方开挖程序：施工准备、测量放样、开挖支护、土方运输。土方运输由挖掘机装20 t 自卸汽车，分类运到指定渣场堆放。

4.4 边坡石方开挖

边坡石方总体施工，本部位石方开挖工程量较小、较薄，主要采用浅孔小药量松动爆破，分层开挖至基坑底，部分边坡采用液压冲击锤进行修整。每层开挖完成后及时进行锚杆施工。

石方开挖程序：施工准备、场地清理、测量放样、松动爆破开挖、边坡安全处理、出渣、边坡锚杆施工。

4.5 边坡支护施工

支护施工程序：开挖结束、地质编录、系统锚杆、验收。

砂浆锚杆施工工艺流程：基面清理、测量放线、造孔、清洗、注浆、锚杆制作、安插锚杆、检查验收。

4.6 混凝土施工

混凝土施工程序。开挖完成后，先进行建基面清理，再分层进行混凝土浇筑、养护。

混凝土施工分块、分层。本部位混凝土高13.5 m，根据开挖结构共分5 仓进行浇筑，具体分层见图1。

图1 进水塔基础处理混凝土分仓示意图

5 保证措施

5.1 质量保证措施

开挖前准确测定开挖区开口线，并以转折点为准每隔1～2 m 插杆明示，确保边坡开口定位准确。

边坡开挖时要严格控制坡比，根据岩层特性分别放坡，开挖时必须遵守自上而下的方式进行开挖，严禁自下而上、掏槽式开挖，防止形成倒悬体。

及时跟进边坡支护，严格现场工序质量验收。

5.2 安全保证措施

施工现场的临时用电满足《施工现场临时用电安全技术规范》规定。汛前必须制定切实可行的防汛抢险措施和应急预案，对可能出现的超标准洪水，做好防汛准备并全力组织抢险，把损失减少到最低限度，项目经理为防汛抢险第一责任人。积极做好安全生产检查，发现隐患，要及时整改。针对可能出现的爆破施工，制定切实可行的专项安全方案及管理办法，并举行定期、不定期的安全培训教育及安全考试。

开挖过程中加强安全监测及安全检查，特别是雨后必须进行安全检查，对边坡变形加大或出现滑移的情况及时进行处理。基坑开挖边线2.0 m 外设置防护围栏，围栏高1.5 m，下部设30 cm 高挡脚板、上部3 根横杆、间距40 cm。整体采用螺纹钢插入基底50 cm，外露部分与钢管焊接固定；围栏上涂刷安全警示色带，长30 cm。严禁在距基坑边坡坡顶2 m 以内范围堆放施工材料、施工垃圾，一经发现，必须立即处理。

6 结语

进水塔基础不良地质已按方案挖出，地质情况与补充地质勘探情况基本吻合，已施工完毕，保证了进水塔混凝土浇筑的顺利推进，未出现质量及安全隐患事故。