古瓦水電站對外交通工程不良地質(zhì)路段的施工與防治

楊 波

(葛洲壩集團第二工程有限公司,四川成都 610091)

1 概 述

古瓦水電站對外交通工程地形、地貌為構(gòu)造剝蝕類型的高原高山區(qū),山體地形多以條形山為主,高程為 2 400～6 240 m。測區(qū)內(nèi)山高坡陡,物理地質(zhì)作用較為強烈,受地形、地貌、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造等因素控制,沖溝水系發(fā)育。不良地質(zhì)狀況主要表現(xiàn)為坍塌、巖堆、河岸沖刷、泥石流等。因此,在進行上述路段路基開挖和支護施工中,采取有效措施,做好地質(zhì)災害防治工作十分重要。

2 施工與防治

2.1 坍塌區(qū)的施工與防治

沿線部分路段高陡邊坡上有碎塊石或碎塊石土覆蓋層。坡上沖溝發(fā)育,碎石土松散,黏結(jié)性較差,在雨水滲透作用下底部土體軟化,導致土體承載力降低,上部土層順基巖面或滑移面移動,導致邊坡失穩(wěn)。路基開挖施工過程中,可能需挖除坍塌區(qū)尾緣或一部分,同時會對剩余部分產(chǎn)生擾動,從而破壞其臨界狀態(tài),影響其穩(wěn)定性,導致邊坡發(fā)生坍塌。本標段坍塌區(qū)地段沿線分布,總長約2 035 m,施工中采取了以下措施:

(1)坍塌區(qū)規(guī)模大小不等,影響路基長度大小不一,最長為 525 m,最短為10 m。施工中根據(jù)設(shè)計圖紙、坍塌區(qū)規(guī)模、外表地形坡度、地質(zhì)成因、土質(zhì)及飽水情況進行綜合分析,并根據(jù)路基通過坍塌區(qū)的位置采取了不同的處理措施。原則上對路基影響長度在 200 m以上的坍塌區(qū)采取邊開挖、邊支護的方式。

(2)路基開挖前,對路基上方的危巖及危石盡量清除;必要時,采取嵌補,用干砌片石塞縫,在其外部用漿砌片石封面,或采用錨噴處理,以保證路基上方巖體的自然穩(wěn)定。

(3)毛路形成后,在大規(guī)模開挖路基之前,首先在坍塌區(qū)頂面以外設(shè)置 1～2條環(huán)型截水溝,引出坍塌區(qū)頂面的地表水和雨水,不使其繼續(xù)流入滑動面內(nèi)。截水溝采用沙漿防滲封面或砌塊修筑。對坍塌區(qū)坡面出現(xiàn)的裂縫采取填土夯實,以避免地表水和雨水的繼續(xù)滲入。對位于坍塌區(qū)下部的地下水源進行截斷和排出,根據(jù)地下水出露的高程位置及水量大小采取高位引排、深挖截排等措施進行處理。

(4)路基開挖盡可能迅速,盡量避免在坍塌區(qū)內(nèi)進行爆破作業(yè);如需爆破,采用淺孔、小藥量松動爆破和光面爆破,以盡量減少施工對坍塌體的擾動。

(5)路基開挖完成后,立即開始路塹擋土墻的施工,并且爭取在最短的時間內(nèi)完成該項支護工作。待墻體強度達到設(shè)計強度的 75%以后,開始墻后背土石的回填,并按設(shè)計要求在排水孔處采用透水性好的材料回填,以保證所有排水孔排水通暢。

(6)在坍塌體未處理之前,施工過程中禁止在坍塌體上人為增加荷載,如停放機械、堆放材料、棄土等,以防止坍塌體的加速滑移。

(7)對挖方路基上規(guī)模大、埋深大的坍塌體,采用開挖階梯減載、打樁或灌漿固結(jié)等措施處理。

2.2 河岸沖刷段的施工與防治

本標段部分臨河路基路段處于碩曲河最高洪水位以下,雨季因洪水頂沖易沖毀路基。根據(jù)設(shè)計要求,該路段沿河側(cè)需設(shè)置浸水擋墻,總長約805 m,施工中采取了以下措施予以防治:

(1)將該路段路基填筑和擋墻施工安排在枯水季節(jié)施工,路基填筑和擋墻施工同步進行;在雨季來臨前,優(yōu)先完成河岸沖刷段擋墻施工,并作好接頭處的防沖保護措施。

(2)擋墻基礎(chǔ)開挖前,沿水流向設(shè)置縱向圍堰或架設(shè)抽水機,以保證基礎(chǔ)施工在干地進行。擋墻基礎(chǔ)應盡量落在巖基上,并與基巖結(jié)合良好。

(3)嚴格選用符合設(shè)計質(zhì)量要求的塊石和水泥沙漿進行墻體砌筑,并嚴格施工工藝,保證砌體施工質(zhì)量。

(4)墻背回填采用水穩(wěn)性和透水性好的材料填筑,以利迅速宣泄墻背積水,從而減少河水漲落對擋墻的動水壓力破壞作用。

2.3 巖堆區(qū)的施工與防治

本標段部分路段路基座落在碩曲河左岸階地上,其基礎(chǔ)為沖漂積巖堆,巖石塊徑大約為 0.3～3 m,厚約 1～4 m,具相互架空結(jié)構(gòu),需進行處理后方可進行路基填筑。該路段總長度約為 1 083 m,沿線分布,其中最長段為 296 m,最短段為 10 m。施工中采取了以下措施:

(1)對長度較短、巖堆厚度較小的巖堆,采取爆破挖除的處理方法。

(2)對長度較長、厚度較大的巖堆,根據(jù)地下水位的高低分別采取灌砂法或底部灌漿、上部灌砂的處理方法。

2.4 泥石流段的施工與防治

本標段路段共有四處泥石流分布,具體分布位置樁號為 K 35+790～K 35+805、K 36+525～K 36+530、K 36+672～K 36+679及 K 37+100～K 37+107,均屬于雨洪型沖溝泥石流,主要受洪水影響,雨季爆發(fā)頻繁。沖溝斷面大致呈 U字型,溝比降為 6%～10%,溝中堆積物主要為塊碎石土,雨季一次性沖出物為 500～1 000 m3,流量約為 40～55 m3/h,流速約為 0.6～0.8 m/s。由于公路線路將從泥石流流通區(qū)跨過,設(shè)計采用涵洞通過泥石流溝,且在其上下游設(shè)急流槽。施工中采取了以下補救措施:

(1)上述四處涵洞優(yōu)先安排施工,爭取在一個枯期內(nèi)完成涵洞主體工程施工,以便汛期過流。

(2)涵洞基礎(chǔ)開挖時,先挖除沖溝中涵洞洞身及其附屬建筑物施工范圍內(nèi)的堆積體,避免其在施工中發(fā)生坍塌。

(3)巖石基礎(chǔ)爆破采用淺孔、小藥量松動和光面爆破,以減少爆破對沖溝上下游巖土體的擾動。

3 軟土地基的處理方案

本標工程半挖半填區(qū)、填挖過渡段路基均采用土工格柵,滲水路基段采用 H W基礎(chǔ)防滲板,此段路基長度合計 1 048 m,土工格柵共 9 180 m2,H W基礎(chǔ)防滲板共 3 318 m2,屬軟土地基加固處理路段。

(1)土工格柵的技術(shù)標準。

C A T T S G塑料土工格柵每延米拉伸屈服力:縱向≥50 k N/m,橫向≥30 k N/m;延伸率≤10%;與填料間的摩擦系數(shù)≥0.35。

(2)土工格柵施工工藝。

土工格柵施工工藝為:場地平整→施工放樣→格柵鋪設(shè)→鋪第一層土→初壓和重壓→反卷格柵→檢查驗收→下一循環(huán)。

(3)土工格柵的施工方法

①平整場地:在完成路基其他處治措施后,采用人工配合反鏟和振動碾將格柵鋪設(shè)區(qū)域的底層整平并碾壓密實。

②格柵鋪設(shè):公路沿路基橫向鋪設(shè)格柵。鋪設(shè)格柵時,注意將格柵間聯(lián)結(jié)并拉直平順。格柵的縱、橫向接縫采用尼龍線縫接成整體,其搭接寬度不小于 20 c m,在受力方向聯(lián)結(jié)處的強度不低于格柵材料的設(shè)計抗拉強度。鋪好的格柵每隔1.5～2 m用鉤頭釘固定于壓實土面上。

③填 土:在鋪完格柵后 48 h內(nèi)覆蓋填筑。每層填筑按“先兩邊、后中間”的原則對稱進行,嚴禁先填路堤中部。格柵上第一層填土(60 c m以內(nèi))采用人工和小型推車漸進式攤鋪,并采用輕型壓實機具初步碾壓;第一層填完后方可采用重型設(shè)備進行攤鋪和碾壓;填筑時,一切車輛和機械僅允許沿路堤軸線方向行駛。

④反卷格柵:在格柵上填土達到預定厚度并經(jīng)碾壓到設(shè)計壓實度后,將格柵反卷回包 2 m綁扎于上一層格柵上,并用人工修整錨固,在反卷端外側(cè)培土 1 m厚,以保護格柵,防止人為破壞。

⑤循 環(huán):按上述工序完成一層格柵后,按同樣方法和步驟進行其他各層格柵鋪筑。所有格柵鋪筑完成后,即可開始上部路堤填筑。

(4)H W基礎(chǔ)防滲板的加固。

①主要性能指標。

H W-103土工布基礎(chǔ)防滲板主要性能指標為:

材質(zhì):H D P E/H I P S;

顏色:黑色;

單邊搭接:15 c m;

雙邊搭接:10 c m;

厚度:10 m m;

斷裂拉伸率:25%/10%;

抗壓性:400 k N/m2;

通水量:≥5.6 c m3/s;

工作條件:-40～+80℃。

②施工準備工作。

a.基面整平與驗收;

b.清理雜物,鑿平基面上的銳利棱角、大顆粒石子及突出巖包;

c.切除基層金屬構(gòu)件并用砂漿抹平;

d.檢查基礎(chǔ)防滲板質(zhì)量。

③施工工藝。

a.在鋪設(shè)基礎(chǔ)防滲板時將其貼有土工布的一面面向基礎(chǔ),作為迎水面,利用土工布起到緩沖和濾水作用。

b.定尺選材:所選用的 H W基礎(chǔ)防滲板的包裝長度應盡量適合作業(yè)面設(shè)防的周邊長度,以避免在短邊方向出現(xiàn)搭接縫。

c.鋪設(shè)并固定基礎(chǔ)防滲板:基礎(chǔ)防滲板的拼接采用自粘密封方式,搭接寬度不小于 100 m m。在兩幅基礎(chǔ)防滲板搭接位置粘貼 20 m m寬自粘卷材密封,以確保防滲層整體密封的完整性。

施工中應注意以下幾點:

a.基礎(chǔ)防滲板搭接時,盡量減少扣接不良和因基層不平而使基礎(chǔ)防滲板翹起的問題;

b.搭接縫部位固定完成后,以接縫為中心線粘貼 20 m m寬隧道專用粘霸自粘片進行密封并壓實,使自粘片與基礎(chǔ)防滲板粘結(jié)密封牢固;

c.在基礎(chǔ)防滲板鋪設(shè)過程中,設(shè)專人巡查,發(fā)現(xiàn)防滲板有破損處時應及時修補,以免留下滲漏水隱患;

d.大面積基礎(chǔ)防滲板的鋪設(shè)亦可將防滲板和土工布分別鋪設(shè),先將防滲板鋪設(shè)好,然后在其面上鋪設(shè)土工布;鋪設(shè)土工布要有一定的搭接寬度,防滲板要扣接好。

4 結(jié) 語

通過對上述不良地質(zhì)路段實施有效的防范措施,保障了施工安全,順利完成了工程任務目標。