老撾南康3水電站的邊坡開挖與支護(hù)

趙 紅 軍

(中國水利水電第十工程局有限公司 勘測設(shè)計(jì)院，四川 都江堰　611830)

老撾南康3水電站的邊坡開挖與支護(hù)

趙 紅 軍

(中國水利水電第十工程局有限公司 勘測設(shè)計(jì)院，四川 都江堰611830)

摘要：水利水電工程的邊坡開挖與支護(hù)因其復(fù)雜多變的特點(diǎn)給施工帶來了很大的困難，因此，施工時(shí)需根據(jù)現(xiàn)場的實(shí)際情況邊施工、邊調(diào)整，方能有效地保證邊坡開挖的穩(wěn)定性和安全性。對施工過程中出現(xiàn)的困難和處理方法進(jìn)行了總結(jié)，期望能夠促進(jìn)水利水電工程邊坡開挖與支護(hù)質(zhì)量的提高。

關(guān)鍵詞：南康3水電站；邊坡；開挖；支護(hù)

1工程概述

南康(Nam Khan)3水電站位于老撾人民民主共和國的南康(Nam Khan)河流域上，為南康河規(guī)劃三個(gè)梯級(jí)電站中的最下游一級(jí)，壩址距下游瑯勃拉邦市公路里程約31 km，裝機(jī)容量為60 MW。

電站樞紐布置為混凝土重力壩、河中溢流表孔、右岸沖沙孔、右岸引水系統(tǒng)及岸邊地面廠房等，大壩分為7個(gè)壩段，壩頂高程為353 m，最大壩高67 m，壩頂總長度為154 m。

該工程為二等大(2)型工程，其主要建筑物為2級(jí)建筑物，次要建筑物為3級(jí)建筑物，臨時(shí)建筑物為4級(jí)建筑物。

老撾屬熱帶季風(fēng)型氣候，全年沒有春、夏、秋、冬之分，只有雨、旱兩個(gè)季節(jié)。每年6～10月為雨季；11月～翌年5月為旱季。

南康3水電站壩址處于南康河由東向西流轉(zhuǎn)為向北西流的小轉(zhuǎn)彎處，平面上呈“L”形。壩址位于大致對稱的“V”字型峽谷，河床寬約40 ～60 m，壩軸線處的中段較窄，上、下游漸寬。壩址處兩岸地形陡峻，特別是高程330 m以下地形陡峭，坡度約為55°～60°。壩址處河床段及左岸大部分地段基巖裸露，地表覆蓋層少而薄，右岸少部分地段基巖裸露?；鶐r巖性為灰?guī)r夾少量泥質(zhì)灰?guī)r、角礫狀灰?guī)r。樞紐區(qū)地質(zhì)構(gòu)造較簡單，較大規(guī)模斷裂與褶皺不發(fā)育，屬較穩(wěn)定的單斜構(gòu)造區(qū)。

2測量及放樣

施工方在兩岸壩肩、基坑附近建立了永久、臨時(shí)施工測量控制點(diǎn)，以便于在開挖過程中監(jiān)測邊坡的開挖情況。開挖前，根據(jù)批準(zhǔn)的測量方案對開挖范圍內(nèi)的原始地形地貌進(jìn)行了測量，開挖過程中，對每一個(gè)開挖的平臺(tái)均沿開挖輪廓線測繪了平、剖面圖和主要點(diǎn)的高程以及土石分界線。

3土石方工程

3.1施工準(zhǔn)備

進(jìn)場測量放線后，在開挖之前，首先進(jìn)行植被的清理和表土清挖。表土清挖前，在開挖線外4～5 m范圍內(nèi)開挖了截水溝(梯形斷面，尺寸按設(shè)計(jì)圖紙施工)，用以截排邊坡頂部的地表水；在邊坡坡腳和道路的坡腳均開挖了0.6 m×0.5 m的排水溝，將雨水和邊坡滲水及時(shí)進(jìn)行引排，以保護(hù)邊坡和坡腳的穩(wěn)定。

3.2土方開挖

南康3水電站的邊坡開挖因老撾氣候特殊的原因，將開挖分兩期進(jìn)行：第一個(gè)雨季前，完成左右岸壩頂高程以上的邊坡開挖；第一個(gè)雨季后，進(jìn)行左右岸壩頂高程以下的邊坡開挖。土方開挖采用自上而下、逐層開挖的方式進(jìn)行，分層高度為3～4 m，同一區(qū)段內(nèi)的開挖宜平行下降進(jìn)行(若不能采用平行下降的方式開挖時(shí)，相鄰區(qū)段的開挖高差不宜大于15 m)，其開挖施工程序見圖1。開挖使用挖掘機(jī)和自卸運(yùn)渣車將開挖出來的土方運(yùn)送至指定的棄渣場；開挖永久邊坡時(shí)，使用挖掘機(jī)按設(shè)計(jì)的坡度要求削坡，局部輔以人工修整，隨著開挖高程的下降，應(yīng)及時(shí)對坡面進(jìn)行測量檢查，以預(yù)防偏離設(shè)計(jì)開挖線，避免在形成高邊坡后再進(jìn)行處理，控制土方開挖過程中的超挖、欠挖現(xiàn)象。

當(dāng)土方開挖過程中出現(xiàn)裂縫或滑動(dòng)跡象時(shí)，應(yīng)立即暫停施工，將人員、設(shè)備盡快撤離工作面，視邊坡開裂程度采取相應(yīng)的應(yīng)急措施，必要時(shí)設(shè)置觀測點(diǎn)，及時(shí)觀測邊坡的變化情況并做好記錄。

3.3石方開挖

石方開挖采用鉆爆法，從上至下分臺(tái)階逐層下挖，其開挖程序見圖2。在邊坡開挖形成臺(tái)階后，采用液壓獨(dú)臂鉆造孔，非電毫秒雷管微差擠壓爆破，周邊采用深孔預(yù)裂爆破。按照設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行現(xiàn)場測量放線后，標(biāo)出邊坡開挖線、馬道平臺(tái)范圍，確定開挖范圍輪廓和鉆孔深度、角度，根據(jù)批準(zhǔn)的爆破設(shè)計(jì)作業(yè)指導(dǎo)書進(jìn)行布孔并施鉆。鉆孔完畢，由專人對爆破孔進(jìn)行檢查，合格后，按規(guī)定布孔裝藥。

開挖采用不留保護(hù)層且梯段高度不大于15 m的預(yù)裂爆破、自上而下一次開挖成型的施工方法進(jìn)行開挖。在每一梯段爆破鉆孔之前，對孔距、孔深、孔方位角及傾角、裝藥方式、總裝藥量、起爆網(wǎng)絡(luò)等進(jìn)行審核。隨著開挖高程的下降，及時(shí)對坡面進(jìn)行測量檢查，以防止其偏離設(shè)計(jì)開挖線，避免在形成高邊坡后再進(jìn)行處理。

4邊坡支護(hù)

4.1錨桿施工

南康3水電站因其邊坡開挖的最大高度達(dá)98 m，開挖邊坡從高程370～292 m，在高程370 m處設(shè)置了一條寬3 m的馬道，在高程350 m處設(shè)置了一條寬8 m的至壩頂公路，在高程334 m處設(shè)置了一條寬3 m的馬道，在高程320 m處設(shè)置了一條寬8 m的至廠房公路。南康3水電站邊坡錨桿的設(shè)計(jì)長度多數(shù)為4 m，按照錨桿施工工藝程序：施工準(zhǔn)備、測量放樣、確定孔位、鉆孔就位、調(diào)整角度、鉆孔、清孔、注漿、錨桿安裝予以施工。在確定鉆孔位置時(shí)嚴(yán)格定位，使孔位偏差不大于100 mm，孔斜偏差不大于2°。由于南康3水電站邊坡錨桿的設(shè)計(jì)長度多數(shù)為4 m，故采用砂漿錨桿進(jìn)行施工。在進(jìn)行鉆孔時(shí)選擇先注漿、后安裝錨桿的方法進(jìn)行施工，所鉆鉆孔的直徑應(yīng)大于錨桿直徑15 mm以上，以便于錨桿的安裝。鉆孔采用液壓獨(dú)臂鉆，清孔采用高壓風(fēng)或高壓風(fēng)水聯(lián)合沖洗孔內(nèi)的巖粉和積水，直至孔內(nèi)流出清水為止，注漿采用錨桿注漿機(jī)，邊拌和、邊注漿。

水泥砂漿的施工配合比嚴(yán)格按監(jiān)理工程師批準(zhǔn)的配合比執(zhí)行。砂漿拌和應(yīng)均勻，隨拌隨用；注漿采用錨桿注漿機(jī)邊拌和、邊注漿。注漿時(shí)，將注漿管插在孔口處并固定好，另外，再安裝一根排氣管，排氣管應(yīng)深入孔底，開始注漿直至排氣管排出砂漿后即可停止。

4.2噴混凝土或掛網(wǎng)噴混凝土

受噴面達(dá)到設(shè)計(jì)開挖要求后首先清理受噴面，然后根據(jù)地質(zhì)情況用高壓風(fēng)或高壓風(fēng)水吹洗受噴面后再設(shè)置噴混凝土厚度控制標(biāo)志，經(jīng)驗(yàn)收合格后即可進(jìn)行噴混凝土施工。

對于掛網(wǎng)噴混凝土施工，首先應(yīng)對鋼筋使用規(guī)格、鋼材質(zhì)量、鋼筋網(wǎng)的網(wǎng)格尺寸、鋼筋網(wǎng)噴射混凝土支護(hù)厚度進(jìn)行了解。采用錨桿固定鋼筋網(wǎng)時(shí)，其鋼筋距壁面的距離約為30 mm?；炷翉陌韬蜆沁\(yùn)輸?shù)阶鳂I(yè)現(xiàn)場后，采用人工連續(xù)向噴射機(jī)供料，人工持噴頭在支護(hù)平臺(tái)上進(jìn)行噴射。

對于噴射厚度為15 cm的掛網(wǎng)噴混凝土，先素噴3～5 cm厚的混凝土，然后鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)并與錨桿或附加插筋牢固連接，再分一層或兩層噴射混凝土直至滿足設(shè)計(jì)厚度。為了減少回彈量(斜坡不應(yīng)大于15%)、提高噴射質(zhì)量，噴射混凝土?xí)r，調(diào)好風(fēng)、水壓力與水灰比并連續(xù)向噴射機(jī)內(nèi)供料，保持噴射機(jī)工作風(fēng)壓的穩(wěn)定。噴射操作時(shí)，噴頭不得正對鋼筋，發(fā)現(xiàn)脫落的噴層或大量回彈物被鋼筋網(wǎng)“架住”時(shí)應(yīng)及時(shí)清除，不得包裹在噴層內(nèi)。噴射混凝土必須填滿鋼筋與噴射面之間的間隙，使噴射面與鋼筋之間無間隙、脫殼現(xiàn)象，噴射面與鋼筋之間填充密實(shí)并與鋼筋粘結(jié)良好，保證噴射質(zhì)量。完成或因故中斷噴射作業(yè)時(shí)，應(yīng)將噴射機(jī)和輸料管內(nèi)的積料清理干凈。

4.3排水孔施工

由于老撾的氣候分為雨季和旱季，且修建水電站進(jìn)行的邊坡開挖給山體造成了一定的擾動(dòng)，電站修建完成后，開挖所形成的高邊坡在雨季要經(jīng)受雨水的沖刷和雨水滲透所附加的水壓從而給邊坡造成一定的損害，因此，制定邊坡永久排水孔布設(shè)方案是邊坡支護(hù)常用的方法，其目的是減輕山體內(nèi)部的水壓，避免山體中的水壓給山體帶來過大的損害。

南康3水電站的排水設(shè)計(jì)布置分為兩種情況：一是在公路與馬道旁設(shè)計(jì)規(guī)格為0.3 m×0.4 m的排水溝，并用3 cm厚的M10水泥砂漿抹平；二是在邊坡上設(shè)置φ76@4 m×4 m，L=5 m、上仰角度為10°的排水孔，并在孔內(nèi)安置MHY-60K的塑料盲管，塑料管外包裹200 g/m2的土工布。

對于公路與馬道的排水溝開挖，土質(zhì)邊坡采用人工按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行開挖，開挖完成后，用M10的砂漿抹面，轉(zhuǎn)彎處應(yīng)盡量平滑圓曲以便于通暢排水；對于石質(zhì)邊坡排水溝，采用手風(fēng)鉆開挖，按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行人工修整。

對于設(shè)置在邊坡上的φ76，@4 m×4 m，L=5 m、上仰角度為10°的排水孔，采用獨(dú)臂鉆機(jī)及手風(fēng)鉆造孔，排水孔的造孔必須在相鄰部位30 m范圍內(nèi)的各種灌漿施工完畢且檢查合格后方能進(jìn)行施工。排水孔造孔時(shí)，其平面位置與設(shè)計(jì)位置的偏差不得大于10 cm。對于孔的傾斜度，鉛直向下的孔不得大于1%，其它孔不得大于2%，孔的深度誤差不得大于或小于孔深的2%，孔徑、孔深和孔斜應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求。鉆孔過程中，在遇巖層、巖性發(fā)生變化時(shí)，應(yīng)進(jìn)行詳細(xì)的記錄；鉆孔完成后，安裝排水管，排水管端頭采用濾水性的土工布包住后再插入排水孔內(nèi)，直到造孔深度為止。排水管安裝完成后，立即對孔口進(jìn)行保護(hù)并修整孔口。

5結(jié)語

邊坡開挖與支護(hù)是水利水電工程施工的重要環(huán)節(jié)，也是工程是否安全的關(guān)鍵，同時(shí)也是工程問題出現(xiàn)的高發(fā)階段，直接影響工程的質(zhì)量。針對老撾南康3水電站的施工環(huán)境及地質(zhì)情況，項(xiàng)目部進(jìn)行了科學(xué)組織、科學(xué)施工，從而保證了施工質(zhì)量和工程安全，提升了施工質(zhì)量管理水平，同時(shí)從中總結(jié)出施工方面存在的不足。

趙紅軍(1968-)，男，陜西富平人，工程師，學(xué)士，從事水利水電工程施工技術(shù)及安全管理工作.

(責(zé)任編輯：李燕輝)

水利部出臺(tái)水利工程代建制管理指導(dǎo)意見

近日，水利部印發(fā)了《關(guān)于水利工程建設(shè)項(xiàng)目代建制管理的指導(dǎo)意見》?！吨笇?dǎo)意見》指出，水利工程建設(shè)項(xiàng)目代建制是指政府投資的水利工程建設(shè)項(xiàng)目通過招標(biāo)等方式，選擇具有水利工程建設(shè)管理經(jīng)驗(yàn)、技術(shù)和能力的專業(yè)化項(xiàng)目建設(shè)管理單位(以下簡稱代建單位)，負(fù)責(zé)項(xiàng)目的建設(shè)實(shí)施，竣工驗(yàn)收后移交運(yùn)行管理單位的制度。代建單位對水利工程建設(shè)項(xiàng)目施工準(zhǔn)備至竣工驗(yàn)收的建設(shè)實(shí)施過程進(jìn)行管理，按照合同約定履行工程代建相關(guān)職責(zé)，對代建項(xiàng)目的工程質(zhì)量、安全、進(jìn)度和資金管理負(fù)責(zé)。

ABSTRACTConstruction difficulties in slope excavation and support in water resources and hydropower projects are very great due to its complexity and variation. Therefore, construction methods should be modified to fit site situations during construction so as to ensure stability and safety in slope excavation and summary the construction difficulties and treatment methods to provide references to the similar projects and improve quality of slope excavation and support in water resources and hydropower projects.

Slope Excavation and Support at Nam Khan 3 Hydropower Station

ZHAO Hong-jun

(The Investigation and Design Institute of Sinohydro Engineering Bureau 10 Corporation,

Dujiangyan , Sichuan , 611830, China)

Key words:hydropower station ; slope ; excavation ; support

收稿日期:2015-02-15

文章編號(hào):1001-2184(2015)02-0039-03

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B

中圖分類號(hào):TV52;TV7

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