都匀市大河水库工程边坡施工工艺及质量控制

2021-11-24卢海雄惠州市水电建筑工程有限公司

珠江水运 2021年11期

卢海雄惠州市水电建筑工程有限公司

1.工程概况

大河水库工程位于贵州省都匀市河阳乡，距市区直线距离约8km。本水库主要工程任务为供水，同时兼顾输水工程沿线村寨的农田灌溉及人畜饮水。水库年设计供水量6438.2万m3，其中向都匀经济开发区供水量为6134万m3/年，输水沿线农村人畜饮水量为32.2万m3，输水沿线灌溉水量为272万m3。水库正常蓄水位891.50m，校核洪水位896.16m，总库容4376万m3。根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）的规定，确定本枢纽工程为Ⅲ等工程，工程规模为中型。

2.都匀市大河水库工程边坡防护方式

2.1 工程防护

工程防护主要包括以下几种：勾缝、喷涂、石砌护坡、砂浆抹面、护面墙等，不同防护方式适用于不同的坡面条件。第一，砂浆抹面适用于坡面完整、没有坡面剥落的情况；喷涂防护适用于路基易风化、坡面不平整的情况。这两种防护措施的优势是施工简单、效果良好；缺点则是水泥使用量大，工程造价高，因此一般在重点工程中使用。第二，勾缝和灌浆防护，主要用于坚硬岩石坡面，能避免水分渗透缝隙，造成路基损害。第三，如果路基和大型河流交汇，此时就要采用护面墙防护，虽然造价成本较高，但能减轻河水、地面水对边坡的冲刷作用。

2.2 植物防护

第一，喷射植生植物护坡。针对岩石边坡，可以铺设镀锌铁丝网，然后把植物种子洒在坡面上，植物在生长过程中能发挥出防护作用。第二，客土植生植物护坡。在水库工程边坡的坡面上挂网，然后利用人工或机械喷填一定厚度的客土。根据当地气候和地质条件的不同，合理选择种子和基质配方，主要用在无法绿化的护坡上，优势是植物生长速度快，防护效果好。第三，液压喷播植草技术。首先将草籽、肥料、粘着剂、改良土壤按照一定比例混合，然后利用机械加压将其喷射到边坡上，优势是施工简单、草籽发芽均匀，而且造价低、适用范围广。第四，土工网植草护坡。利用土工网进行防护，兼具坡面加固、植物防护两种功效，目前在公路边坡防护工程中普遍应用。

2.3 挡土墙结构

水库工程边坡防护工程中，挡土墙结构主要分为三种：第一，重力挡土墙，利用自身重力作用，具有结构简单、施工方便的特点。第二，加筋挡土墙，由填土、拉筋条、墙面板组成，利用填土和拉筋条之间的摩擦力，能有效降低土体的侧压力，从而稳定边坡结构。第三，锚定式挡土墙，属于轻型挡土墙的范畴，主要由混凝土立柱、挡土板组成，墙面和锚杆结合后，能提高坡面土体的稳定性。

3.都匀市大河水库工程边坡施工工艺

水库工程的边坡防护形式有多种，综合考虑各方面的因素，现决定采用预应力锚索的工程防护防护方案。

3.1 锚孔钻造

依据施工图纸和设计要求，进行测量放样，将锚孔位置确定在坡面上，并准确标记，要求锚孔的方位误差控制在±2cm以内，倾角误差控制在±1°以内。钻进作业时，采用无水干钻法，钻进孔径和深度要大于设计值，其中钻头直径大于设计孔径，实际深度比设计深度高出20cm，且保证断面尺寸满足设计要求。完成钻孔后，及时清理孔底泥土，并安装锚固件，进行锚孔注浆，将作业时间控制在24小时内。

3.2 锚索安装

在锚索的制作上，使用钢绞线或高强度钢丝，编束前保证钢绞线或钢丝顺直，不能出现扭曲或交叉，均匀排列后按照设计尺寸下料。编束时应该进行牢固捆扎，不能使用镀锌材料；锚索自由段使用塑料管进行包裹，密封后使用铅丝捆扎，并进行防腐处理。在锚索的安装上，塑料套管内径要比筋骨外径大5-10mm，有利于顺利快速穿套，避免张拉胀裂。一次注浆管捆扎在锚索中轴，促使注浆管头和锚索末端相距5-10cm。整个锚索的长度，应该超出预留长度1-1.5m，并且按照规格、长度、型号进行编号。

3.3 锚孔注浆

注浆材料的配置，严格按照设计要求确定，一般灰砂比控制在1:1—1:2，水灰比控制在0.38-0.45，水泥砂浆比例控制在0.4-0.45，并且根据实际情况添加外加剂。浆体强度控制在2MPa以上，依据锚固体积和地层特点，确定注浆压力、数量、时间等参数，并且自下向上分段注浆。

3.4 地梁和框架制作

地梁和框架一般采用现场浇筑，要求满足以下要求：①钢筋接头要相互错开，在同一个截面上，钢筋接头的数量不能超过总数的50%；如果截面上游焊接接头，那么距离就要控制在1m以上。②钢筋混凝土地梁和框架中的立柱，应该埋进地面标高下50cm以上，并且使用C25等级的混凝土进行浇筑。③混凝土灌注前，将波纹管、螺纹钢筋、锚垫板等按照设计要求固定在钢筋上，和锚孔方向保持一致，然后进行浇筑、振捣。④锚索框架的施工，采用分片施工法，每片包括立柱、横梁、顶梁。相邻两个框架的接触部位，应该预留伸缩缝2cm左右，并且使用沥青木板进行封堵。

3.5 预应力锚索张拉

锚索张拉期间，锚垫板台座的承压面保持平整，和锚索的轴线方向处于垂直状态；千斤顶、锚孔、锚索的轴线处于同一直线上，锚头不能压弯、偏折，必要时利用钢垫片进行调整。当锚固体和台座混凝土的强度达到设计值的80%，可以进行张拉；确定张拉顺序，并分析相邻锚孔的影响。临时张拉、永久张力，应力分别控制在极限应力的65%、60%。

4.都匀市大河水库工程边坡工程的监控和质量控制

4.1 工程监控

为了提高水库工程边坡防护施工的可靠性，以及人员设备的安全性，在施工全程和竣工后2年以内进行监控。其中，施工期间的监控措施如下：设置专人进行安全巡视；实时检测防护坡体；指导边坡开挖作业；调整防护结构设计。在监控点的布设上，一般设置在受力复杂、稳定性差、工程扰动大的部位。具体监控内容包括地表裂缝、坡面变形、地下水位、孔隙水压力、防护结构应力变化等。其中，边坡施工和监测应该同步进行，两者反复交叉，其作业流程如下：清表放线→边坡开挖→动态跟踪监测→评估是否满足稳定性要求→本级开挖完成→本级加固→整体开挖完成→继续监测，下级开挖→再次评估，是否满足稳定性标准→回填。

从工程实践经验来看，水库工程边坡防护工程的监控要点，包括以下三个方面：第一，裂缝监测。安排专人进行人工巡视，观察边坡防护工程的整体形态，确定有无出现裂缝。一旦发现表面裂缝，应该在裂缝处埋设专业观测装置，分析裂缝的变化规律和破坏趋势，并制定有效的处理方案。第二，坡面监测。对于边坡坡面的监测，一般是在平台上设置变形观测点，利用高精度的全站仪进行观测，并采用直角坐标法计算数据。分析测量数据，可以掌握坡面的几何外观变化情况，绘制出边坡各点的滑动示意图。以此作为预警信息的依据，不仅操作简单，而且将微观性和宏观性结合在一起。第三，沉降和水平位移监测。在沉降观测上，主要是在边坡上埋设观测桩，通过前后数据的变化计算出高差，就能得出沉降量。在水平位移监测上，则是利用位移边桩，和沉降观测的原理和方法一致。而且，在暴雨天气时段，是边坡质量问题的高发时期，应该提高监测频率。