溪洛渡水電站天然邊坡危石處理技術

林芳芳

（武警水電三峽工程指揮部）

1 工程概況

溪洛渡水電站右岸泄洪洞進口610m高程以上約100m天然邊坡危石林立，極大地威脅下面施工安全。武警水電部隊承擔了排除危石，保證工程安全的任務。

危石邊坡地形上分為三段：頂部至C12段為80°以上的天然陡壁，高約50m，12巖流層至其下方約20m范圍內為50°～60°的斜坡，斜坡以下又為80°左右的陡壁，高約30m。

該段邊坡巖性為P2β13～P2β12層角礫集塊熔巖和玄武巖，巖體以塊狀～次塊狀結構為主，整體弱風化、弱卸荷～強卸荷，12巖流層層間錯動帶于邊坡中部貫穿，層內錯動帶隨機分布，靠上游段12巖流層上方因層內錯動帶與其它結構面的不利組合導致巖體脫落形成“凹巖腔”，裂隙整體上較發育，局部卸荷裂隙發育，尤其是上游轉彎段沿岸坡發育一組長大陡傾裂隙，裂面平直，普遍張開。邊坡上“凹巖腔”現已實現了混凝土回填，但局部仍然存在危石，在上百米的高陡邊坡上構成較大的安全隱患。

2 施工難點

根據合同要求，施工中只能采取常規的噴錨排石手段，然而要保證質量和工期難度極大。必須解決的問題：

（1）邊坡高陡，各工作面高差大，體形不規整，巖石破碎，卸荷裂隙多，無施工通道，高排架搭設困難，設備效率低，排架周轉次數少，鉆孔設備選型及錨桿支護是本項目的施工重點。

（2）高排架施工安全風險大，需防護部位多，安全防護工程量大，排架設計、搭設以及安全防護是本工程的重點和難點。

（3）相鄰標段施工干擾大，制約條件多，合理安排施工程序及協調是施工組織的重點。

3 邊坡危石處理技術

邊坡危石分四類，坡頂危石、坡面大塊危石、坡面小塊危石和浮碴處理。針對不同類別，都認真研究對策，制定相應措施。特別說明不同類別的危石處理，都編制了施工處理流程，施工中嚴格按照施工流程進行，每道工序驗收合格才能進行下一道工序。這是確保處理危石人員和工程安全的重要保證。

3.1 坡頂危石

坡頂危石主要分布在12巖流層馬道開口線附近，多為爆破活動巖體，基本處于滾落臨界狀態，同時部分開口線表層以下2.5m～3.5m范圍巖體有較多的爆破松動裂隙。由于危石所處位置較高，滾落威力較大，排架搭設前需進行加固處理，排架搭設到該位置后再進行清除或加強支護。

3.1.1 處理措施

（1）在處理區域臨空面采用細目鋼筋網進行整體罩蓋張拉保護，鋼筋網錨固于穩定基巖上，避免危石滑落。

（2）在張拉保護完畢的危巖表面噴射C25混凝土，噴射厚度10cm。

（3）危巖張拉保護、噴混凝土完畢后，為防止鉆孔時孔壁坍塌，影響錨桿的下設，擬采用自進式注漿錨桿鉆進，注水泥漿前對裂隙進行沖洗，待水泥漿凝固，破碎巖石形成一個整體后，再進行排架搭設及后續掛網噴射混凝土、排水孔施工。

3.1.2 施工方法

在處理區利用手風鉆在坡頂平臺較完整的巖石上注裝1.0m長φ25錨筋，間距0.8m，入巖0.8m，外露20cm，采用鋼絲繩將每片鋼絲網固定錨筋上，并上報監理進行驗收，合格后進入下一道工序。

鋼絲網固定完成后，對破碎巖體表面進行噴射混凝土，噴射厚度為10cm，然后開始進行排架搭設，錨桿參數按原設計要求進行布置，局部破碎位置普通錨桿無法施工時，采用相應的自進式錨桿替換。自進式錨桿施工工藝為：當鉆孔深度達到設計要求后，進行孔內沖洗并提請監理進行驗收，合格后，采用注漿泵對破碎巖體注入水泥漿，注漿壓力不大于0.5MPa，結束條件為：孔內出現漿液溢出為宜，且漿液濃度與注入漿液相同。錨桿及固結注漿結束，待凝24小時后進行后續掛網噴射混凝土施工，并按要求達到原設計厚度。

噴射混凝土完成后，采用手風鉆進行排水孔施工，排水孔按原設計要求進行布孔，入巖4.0m，安裝PVC管，長度為100cm。

3.1.3 施工流程

坡頂危石加固處理流程見圖1。

圖1 坡頂危石加固處理流程圖

3.2 坡面大塊危石

3.2.1 處理措施

坡面大塊危石主要是天然邊坡卸荷形成，巖體一般較大，長寬均為十多米，厚度一般為3～6m，卸荷裂隙寬約為0.1～1.0m間，貫穿和不貫穿均存在。（見圖2）。卸荷巖體相對爆破松動巖體來說較為安全，一般采取排架搭設到危石位置后進行加固處理，加固完成再繼續排架搭設。具體施工步驟如下：

圖2 坡面大塊危石（裂隙貫穿、不貫穿均存在）

（1）在危石周邊的完整巖體上注裝φ32錨桿L=9.0m間距0.5m，外漏0.2m，周邊采用鋼筋網（φ14和φ16鋼筋焊制）對危巖體進行加固保護，在危巖體上注裝預應力錨桿L＝12.0m，間排距1.5×1.5m。(見圖3、圖4)

圖3 坡面大塊危石處理示意圖

圖4 坡面大塊危巖體處理完成圖

（2）采用鋼筋網（φ14和φ16鋼筋焊制）或鋼絲繩網對危石進行加固保護。

（3）在危石上注裝預應力錨桿L=9.0m與L＝12.0m交錯布置，錨桿長度可根據危石的大小調整，但其軸向進入山體內完整巖體段的長度不宜小于危石段長度的1.5倍。

（4）為了保證危石與山體的緊密連接和完整性，對于危石與山體之間存在的裂縫空腔，在預應力錨桿施工后對空腔進行注漿固結，注漿壓力不宜大于0.5MPa。

（5）危石加固處理完成后再繼續進行向上排架搭設和系統支護施工。

3.2.2 施工流程

坡面大塊危石的施工處理流程與坡頂危石相同，見圖1。

3.3 坡面小塊危石

坡面小塊危石一般為風化嚴重巖體，多呈碎塊狀，不利于邊坡的穩定與支護施工安全，為了加強施工的安全性，針對這種現象，采用先清理一道，再進行邊素噴邊搭設排架的方法處理。

3.3.1 處理措施

首先清理邊坡上的浮碴，主要是碎塊狀的巖石。

在其表面噴混凝土，厚度為50mm。

鉆錨桿孔，孔徑、孔深及斜度與砂漿錨桿相同。

注裝錨桿，桿體直徑與設計相同，并待凝。

掛鋼筋網，規格與設計相同。

噴混凝土至設計厚度。

按設計要求進行排水孔施工。

3.3.2 施工流程

坡面小危石加固處理流程見圖5。

圖5 坡面小危石加固施工流程圖

3.4 浮碴處理

3.4.1 處理措施

浮碴分為坡面和坡頂浮碴兩種，坡面浮碴需進行清除，坡頂平臺較寬部位，浮碴不宜清除，可進行如下處理：

(1)采用人工方式將坡面臺地上的浮碴，集中堆放在該臺地的坡腳處，其厚度不得大于50cm，并將臺地邊緣附近清理干凈。在清理過程中，為了防止臺地邊緣處的碎石滑落，施工前采用密目鋼絲網進行防護。

(2)采用系統支護對坡腳堆積浮碴進行加固處理，局部石碴可根據實際情況進行灌漿固化。

3.4.2 施工方法

清理浮碴的方法采用自上而下分段進行，每段長度為30m～50m。首先利用人工清理邊坡上部平臺外側散落的浮碴，安裝錨筋，錨筋間距為3m～5m，將軟梯或系統安全繩掛在錨筋樁上，操作人員身系安全帶通過軟梯或安全繩到達需要清理的位置，采用齒耙和簸箕將臺地表面的浮碴集中在臺地的坡角處，并進行平整坡面，厚度不得大于0.5m。

浮碴清理到位后，利用人工現場編制鋼筋網鋪在浮碴表面，與錨桿焊接固定。并上報監理進行驗收，驗收合格后，在浮碴表面噴射C25的混凝土進行包裹。混凝土強度達到70%以后，根據監理指示及現場實際情況，進行固結灌漿造孔，利用高壓風（水）進行孔內清洗，清洗合格后，用注漿泵向孔內靜壓注入水泥漿，結束標準為孔內溢出漿液與注入漿液密度相同時為準。注漿完成并待凝24小時后，可根據現場實際情況，進行排水孔施工。

3.4.3 施工流程

坡頂平臺浮碴處理流程見圖6。

圖6 坡頂平臺浮碴處理施工流程圖

4 結語

天然邊坡危石處理已于2011年9月施工全部完畢，較好的按合同要求完成了施工任務，積累了一些經驗和教訓。

（1）天然邊坡施工前制定好切實可行的施工方案，對天然邊坡危石進行分類，分別制定出應對措施。

（2）嚴格按照制定的危石處理程序和方案進行施工，排架搭設前主要清理掉危機排架結構安全的危石。排架搭設完成后對影響后期設施安全運行的危石按照施工程序進行加固處理。

（3）危石施工處理工程中，加強對危石裂隙變化的監控，建立好危石處理管理檔案。