梨園水電站大型抗滑樁施工技術(shù)

摘 要：堆積體在水利水電工程建設(shè)中經(jīng)常遇到，由于堆積體巖土結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，治理難度較大。在堆積體內(nèi)布置抗滑樁是一種較為常用的治理方法，文章以梨園水電站念生墾溝堆積體為例，介紹了該部位大斷面深孔抗滑樁的施工情況。該工程抗滑樁為大斷面深孔樁，如何保證樁孔開挖孔壁穩(wěn)定及快速出渣是難點，施工中采用鋼筋混凝土護(hù)壁及小型挖掘機裝吊籠的機械化出渣施工方法，加快了施工進(jìn)度保證施工安全，可為今后類似工程施工借鑒。

關(guān)鍵詞：大堆積體；治理工程；抗滑樁施工

前言

鑒于念生墾溝堆積體已發(fā)生變形，其穩(wěn)定性影響導(dǎo)流洞進(jìn)口明渠、永久進(jìn)場公路在施工和運行期的安全以及為了保證蓄水后大堆積體的穩(wěn)定，需采取綜合措施進(jìn)行治理。

1 工程概況

念生墾堆積體位于梨園水電站壩前右岸，分布在EL.1500-EL.1700，前緣順河方向長度約1000m，前緣寬度約458m，后緣寬度約210m，堆積體中間部分較厚，兩側(cè)及后緣相對較薄，經(jīng)初步勘察方量約為1700×104m3。電站死水位1602.0m，正常蓄水位1618.0m，鑒于念生墾溝堆積體已發(fā)生變形，其穩(wěn)定性影響導(dǎo)流洞進(jìn)口明渠、永久進(jìn)場公路在施工和運行期的安全以及為了保證大壩蓄水后右岸岸坡的穩(wěn)定，需進(jìn)行右岸EL.1500以上大岸坡堆積體綜合治理。治理方案總體思路，采取分段治理思路，綜合措施進(jìn)行治理：（1）排水，地表截水采用截水溝和排水渠排水；地下排水采用降水井結(jié)合排水洞排水。（2）減載。（3）抗滑樁支擋措施。

大堆積體部位人工開挖大斷面深抗滑樁，抗滑樁成孔和樁孔護(hù)壁方法是施工中的重點及難點。

挖孔灌注樁適用于無地下水或有少量地下水且密實的土層、風(fēng)化巖層中，或缺乏鉆孔設(shè)備。根據(jù)國內(nèi)類似工程施工經(jīng)驗，機械開挖成孔，樁孔不宜超過2.6m；人工開挖樁孔，樁孔不宜超過1.5m，樁孔深度不宜超過25m。本工程人工挖孔樁開挖斷面為19m2，挖孔灌注樁深度最長約為65m，樁孔斷面大，深度長，加之岸坡堆積體結(jié)構(gòu)復(fù)雜等特點，加大了本工程人工挖孔樁成孔和樁孔護(hù)壁施工難度。

2 施工工藝

人工挖孔樁施工準(zhǔn)備工作就緒后，第1步進(jìn)行施工平臺土、石方開挖，平整場地，形成作業(yè)平臺以供施工人員和小型機具的進(jìn)入和停放；第2步進(jìn)行樁口上部鎖口施工，為樁體施工提供安全保障；第3步，安裝提升設(shè)備，為樁體施工做好施工準(zhǔn)備；第4步，進(jìn)行樁體土質(zhì)部分人工風(fēng)鎬開挖（每一循環(huán)控制在1m以內(nèi)）；第5步，對已開挖成型的樁體進(jìn)行素噴混凝土安全防護(hù)；第6步，對已素噴混凝土的樁體打設(shè)系統(tǒng)錨桿；第7步，錨桿打設(shè)完成后進(jìn)行護(hù)壁混凝土的澆筑，護(hù)壁混凝土澆筑完成后方可進(jìn)行下一循環(huán)樁體的開挖；第8步，當(dāng)樁體進(jìn)入石質(zhì)部分施工擬采取淺孔預(yù)裂爆破，人工清孔的方式；第9步，根據(jù)最下部嵌入基巖情況，確定挖孔最終孔深；第10步，清理孔底報檢，鋼筋綁扎，澆筑樁身混凝土；第11步，樁頂系梁鋼筋綁扎，混凝土澆筑；第12步，連系梁混凝土養(yǎng)護(hù)。

3 開挖方法

為保持堆積體穩(wěn)定，盡可能減小開挖擾動堆積體，人工挖孔灌注樁施工順序為：人工挖孔樁設(shè)計為雙排，由低至高，先施工下面一排樁，再施工上面一排樁，同排孔樁開挖嚴(yán)格按跳槽進(jìn)行開挖。

3.1 樁孔鎖口

抗滑樁施工之前，進(jìn)行平整場地，對孔口后邊坡清理，清除危險的坡面上的危石，對坡面有裂隙或坍塌跡象，進(jìn)行安全防護(hù)處理設(shè)置安全設(shè)施，鏟除松軟土層并進(jìn)行夯實處理，形成孔口施工平臺。

樁孔口部分土質(zhì)松散，易垮塌，因此在施工平臺形成后，要求對孔口進(jìn)行鎖口，鎖口采用C25鋼筋混凝土，孔口周邊鎖口盤寬80cm，護(hù)壁厚60cm，鎖口盤高于地面120mm，孔口設(shè)置專用提升架，施工人員通過提升架乘坐專制吊籃上、下樁孔，孔口搭設(shè)防雨棚及設(shè)置防護(hù)設(shè)施，防護(hù)設(shè)施為鋼管架及鋼板搭設(shè)而成?；炷伶i口及護(hù)壁施工完成后，隨后進(jìn)行人工挖孔樁開挖施工。

3.2 穿過堆積體部位開挖

開挖采用人工挖孔作業(yè)，跳槽開挖，開挖采用自上而下分層施工，層高為1.3m，護(hù)壁混凝土支護(hù)緊跟開挖循環(huán)，分段長度1.0m，土層變化處不進(jìn)行分段。

堆積體結(jié)構(gòu)松散，厚度變化大，為大塊石、砂礫石、礫石或碎石粘土等組成，主要采用小型挖掘機輔以人工配合開挖。大塊石解小爆破施工，孔眼布置采用同心圓放大法，當(dāng)孔深和孔間距之比超過2時，采用分段間隔裝藥，爆破時采用安全性整體覆蓋防護(hù)，開挖出渣采用小型反鏟挖掘機裝渣，專用提升架提升吊籠將渣料提升至孔口，人工卸渣至孔口施工平臺，渣料由反鏟裝自卸車運輸至指定渣場，嚴(yán)格按設(shè)計要求進(jìn)行混凝土護(hù)壁施工，每開挖一層及時進(jìn)行地質(zhì)素描，隨后及時組織混凝土護(hù)壁澆筑施工。

3.3 C25鋼筋混凝土護(hù)壁施工

護(hù)壁噴射混凝土、系統(tǒng)錨桿初期支護(hù)完成后，進(jìn)行混凝土護(hù)壁澆筑施工。鋼筋混凝土護(hù)壁采用滾筒攪拌機拌制，溜管下料入倉及人工振搗的方法。塌落度一般為8-10cm。原地面下第一節(jié)灌注鎖口，其下挖深1m就灌注C25鋼筋混凝土護(hù)壁一節(jié)，往下施工以每一節(jié)為一施工循環(huán)。每節(jié)高度為1m，厚60cm，每節(jié)護(hù)壁可留30cm間隙，待澆樁身混凝土?xí)r一起灌實，從而使護(hù)壁混凝土與樁身混凝土銜接好增加兩者完整性。護(hù)壁混凝土澆筑過程中模板選用鋼模，水平運輸采用6m3混凝土運輸車，下料方式采用溜管入倉，人工配合插入式振搗器振搗，混凝土強度達(dá)到設(shè)計強度75%以上方可拆模。

3.4 基巖段開挖

采用小藥量控制爆破法進(jìn)行開挖施工，裝藥單耗控制在0.3kg/m3以下，每循環(huán)鉆孔深度1.5m～2.0m，開挖深度1.2m～1.8m。開挖出渣采用小型反鏟挖掘機裝渣，專用提升架提升吊籠將渣料提升至孔口，人工卸渣至孔口施工平臺，渣料由反鏟裝自卸車運輸至指定渣場。

4 抗滑樁混凝土施工方法

4.1 樁體鋼筋籠的制作安裝

（1）工藝流程

切割下料→加工螺紋→安裝塑料保護(hù)帽→做標(biāo)識→分類堆放→鋼筋吊裝入井→井下安裝鋼筋籠。

（2）切削下料

對端部不直的鋼筋要預(yù)先調(diào)直或用無齒鋸切割，端面切口應(yīng)與軸線垂直，不得有撓曲現(xiàn)象。對已經(jīng)下料的鋼筋要妥善放置，防止損壞端部。

（3）加工螺紋

加工的鋼筋直螺紋絲頭的牙形、螺距等必須與連接套的牙形、螺距一致，且經(jīng)配套的量規(guī)檢測合格。合格后再由專職質(zhì)檢員隨機抽樣檢驗，發(fā)現(xiàn)有不合格的絲頭時，應(yīng)全部逐個檢驗，并切除所有不合格絲頭，重新加工螺紋。驗收合格后的絲頭必須一端戴上保護(hù)帽，另一端擰緊連接套。

（4）鋼筋連接

將已擰套筒的上層鋼筋擰到被連接的鋼筋上，而后轉(zhuǎn)動連接鋼筋或反擰套筒到預(yù)定位置，最后用扭力扳手按規(guī)定的扭矩值把接頭擰緊，鎖定連接套筒。對于不能轉(zhuǎn)動的鋼筋，可將鎖定螺母和連接套筒預(yù)先擰入加長的螺紋內(nèi)，再反擰入另一根鋼筋端頭螺紋上，最后用鎖定螺母鎖定連接套筒。

（5）鋼筋吊裝與安裝

采用井上加工、井內(nèi)安裝的形式進(jìn)行施工。

4.2 樁芯砼灌注

（1）準(zhǔn)備：砼配合比確定，設(shè)計要求樁芯砼為C30，坍落度6～8cm，為了確保滲水大時也能澆筑，在設(shè)計配合比時，應(yīng)同時設(shè)計二種配合比，即常規(guī)砼配合比和水下砼配合比。

（2）砼運輸：混凝土攪拌運輸車運至現(xiàn)場。

（3）砼下料：溜管（設(shè)置MY-BOX緩降器）下料，溜管離砼面不大于2m。

（4）砼振搗：樁內(nèi)砼應(yīng)使用插入式振動器分層振搗，除孔底

800mm為第一振搗層外，其它均以500mm為一振搗高度層，邊灌注邊分層振搗密實，直至樁頂，以保證砼的密實度。

5 堆積體錨索施工

5.1 施工工藝流程

測量放線→鉆機就位→偏心跟管鉆進(jìn)→清孔及下料編索→安裝錨索。

5.2 工藝措施

（1）現(xiàn)場試驗

錨索施工應(yīng)按《規(guī)范》SL46-94、DL/T5083-2004要求先進(jìn)行現(xiàn)場試驗，檢驗施工工藝和測試張拉鎖定后應(yīng)力衰變規(guī)律，提拱超張拉或補償張拉依據(jù)，以便指導(dǎo)正常施工。

（2）鉆孔

偏心跟管鉆進(jìn)，采用YG80型錨固鉆機鉆進(jìn)，φ168mm偏心鉆具鉆進(jìn)，跟進(jìn)φ168×10mm地質(zhì)套管成孔。

（3）清孔及下料編索

終孔后，繼續(xù)加大風(fēng)量依次從孔底向孔口吹干凈孔內(nèi)巖粉殘渣。

錨索制作按施工圖紙所示的尺寸下料，錨索的鋼絞線應(yīng)按設(shè)計圖紙要求進(jìn)行綁扎制作成束。內(nèi)錨固段組裝成棗核狀，量出內(nèi)錨固段的長度并作出標(biāo)記，在此范圍內(nèi)穿對中隔離支架，間距1.0m，兩對中隔離支架之間扎膠帶一道；內(nèi)錨固段錨束分層組裝，編束時一定要把鋼絞線理順后再進(jìn)行綁扎，最后在內(nèi)錨固段端頭裝上錐形導(dǎo)向帽，并與索體連接牢固可靠。張拉段每隔2.0m設(shè)置一道對中支架，端頭2m區(qū)段內(nèi)加密到1m；對中支架應(yīng)保證其所在位置處錨索體的注漿厚度大于10mm，對中支架之間扎膠帶一道。巖錨段的進(jìn)出漿管按設(shè)計編入索體。錨索制成后，經(jīng)檢驗合格后簽發(fā)合格證，并進(jìn)行編號、掛標(biāo)識牌，注明生產(chǎn)日期、使用部位、孔號。

錨索其它工序，與常規(guī)無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力錨索相同，這里不再敘述。

6 結(jié)束語

根據(jù)念生墾溝堆積體綜合治理要求，2011年汛前完成，施工工期僅有5個月，工期緊張，人工開挖無法滿足施工進(jìn)度要求，施工過程中摸索出采用小型挖掘機裝吊籠的機械化施工方法，加快了施工進(jìn)度，可為今后類似工程施工借鑒。

作者簡介：林石洪（1963-），男，遼寧省桓仁縣人，高級工程師，現(xiàn)任中國水利水電第一工程局有限公司副總經(jīng)理兼云南分局分局長，主要從事水利水電工程施工管理工作。