沐若水電站廠房后邊坡錨筋樁施工

林成華 李星寧 石 平

（中國水利水電第八工程局有限公司 長沙市 410007）

1 概述

沐若水電工程位于馬來西亞沙撈越州拉讓河流域的源頭，下距巴貢壩約70 km，巴貢水庫尾水剛好達到沐若水電站的尾水池。沐若水庫流域面積2 750 km2，年徑流量120 億m3。水庫正常蓄水位為540 m，水庫面積245 km2，總庫容為120.43 億m3。

2009年6～8月份，沐若水電工程廠房后側邊坡出現多處裂縫，監測位移值未收斂，邊坡位移具有增大趨勢，邊坡存在失穩的危險。為了保證后緣邊坡的穩定性，經設計等相關部門商議，決定對該部位進行補充設計，采用錨筋樁進行加強支護。2010年8月份，廠房邊坡中214.0 m 高程至230.0 m 高程、2 號機～4 號機隧洞出口洞臉邊坡頁巖出露部位出現較嚴重變形及洞內臨時襯砌開裂現象，對安全監測數據分析后設計決定再次采用錨筋樁進行加強支護。由于該部位位于廠房后緣邊坡，其穩定性直接關系到電站發電整體工期，為了防止邊坡變形進一步擴大，因此該部位錨筋樁施工要求施工工期短、施工質量高。錨筋樁施工分為兩個階段：第一階段2009年08月22日～2010年05月25日完成Φ120 錨筋樁581 根；第二階段2010年08月03日～2010年11月13日完成Φ120 錨筋樁54 根。

2 錨筋樁設計參數及工程量

廠房后側邊坡錨筋樁布置主要分為230 m 高程以上和230 m 高程以下兩個部位，錨筋樁孔徑為120 mm，角度為與水平向夾角10°，長度分為24 m和30 m 兩種類型。設計荷載均為600 kN。主要完成工程量見表1。

表1 主要工程量表

3 錨筋樁施工

3.1 工藝流程

錨筋樁工藝流程詳見圖1。

3.2 鉆孔施工

3.2.1 孔位放樣

根據設計通知要求及孔位布置圖測放錨筋樁孔位，并用紅色油漆標注。

3.2.2 鉆機固定

圖1 錨筋樁工藝流程圖

將鉆機平放在施工平臺上同時在每個孔周邊設置4 根Ф25，L=2.5 m，外露0.5 m 的插筋與鉆機焊接再加固，確保在鉆進過程中鉆機無移位。

3.2.3 開孔控制

根據不同的鉆機類型，選擇不同的鉆孔孔徑，CM351 鉆機、QZ-100K 潛孔鉆施工孔徑分別為采用Ф120 mm 沖擊鉆頭進行鉆進，鉆孔方向與坡面水平線成10°下傾，鉆孔垂直偏斜角度允許±1°，各鉆孔的開孔偏差不大于30 cm。

3.2.4 鉆 進

（1）邊坡巖石情況較好，鉆孔采用QZ-100K 潛孔鉆機鉆進，控制孔斜垂直誤差不大于1%，當出現孔斜時，采取低壓慢速、控制鉆機速度設置導向或回填掃孔等措施處理。

（2）鉆孔施工達終孔孔深誤差不大于10 cm。

（3）鉆孔過程中做好詳盡的鉆孔記錄表，主要包括鉆孔記錄和事故處理記錄。如實、準確、全面、及時反映鉆孔孔深、孔徑、鉆進速度等數據，真實反映鉆孔中出現的各種異常情況，以及采取包括灌漿處理等方法的內容。

3.3 錨筋樁制作

3.3.1 鋼筋加工

（1）鋼筋的表面應潔凈，使用前將表面油漬、漆污、繡皮、鱗繡等清除干凈。

（2）鋼筋應平直，無局部彎折，鋼筋中心線同直線的偏差不應超過其全長的1%。

（3）采用焊接連接，每束錨筋樁鋼筋下料長度分別為5.85 m、6.15 m、6 m。

3.3.2 鋼筋的鏈接及進漿管綁扎

（1）將鋼筋切割成不同長度，將焊接部位錯開，保證每個焊接連接部位不在同一斷面，焊接時采用兩面焊將鋼筋連接在另一鋼筋上，搭接長度不小于10 d（鋼筋直徑）。

（2）將三根鋼筋點焊焊接成束，距每束錨筋樁底部500 mm 處開始每隔2 m 用扎絲將Ф25PVC黑色塑膠管綁扎在成束的鋼筋上。錨筋樁剖面詳見圖2。

圖2 錨筋樁典型剖面圖

3.4 錨筋樁安裝

錨筋樁安裝工藝流程為：計算各根Ф28 鋼筋的下料尺寸→下料→人工配合汽車運輸至施工作用平臺→錨筋樁第一段焊接成束→錨筋樁第一段安裝入孔→單根鋼筋焊接→錨筋樁第二段焊接成束→繼續安裝入孔→單根鋼筋焊接→錨筋樁第二段焊接成束→繼續安裝入孔→錨筋樁第二段安裝入孔→……→完畢封孔。

3.5 固結灌漿

（1）錨樁體下入孔內后，立即在孔口用C20 砂漿封堵孔口，并在孔口埋設1.5 m 長PVC 黑色塑膠管作為回漿管，待凝6 h 后進行灌漿。

（2）錨筋樁注漿前，利用鉆孔進行坡面巖體固結灌漿，固結灌漿壓力為0.3 MPa，用灌漿泵壓入，手工記錄或者記錄儀記錄耗灰量，當回漿連續且比重大于或等于進漿比重時封堵回漿管，在規定壓力下，當注入率不大于1 L/min，繼續灌注10 min，灌漿即可結束。

（3）灌漿過程中應注意觀測基巖的變形，坡面如有抬動應立即降壓，并對錨筋樁的灌漿漿液應按規定要求取樣做抗壓試驗，錨筋樁灌漿后14 天內不允許碰撞。

3.6 特殊情況處理

灌漿過程中如地表或找平混凝土裂縫發生冒（漏）漿現象時，根據冒（漏）漿量的大小，采用下述方法處理：

（1）如冒漿量較小，一般不作專門處理，按正常灌漿方式灌注至結束標準。

（2）如冒漿量較大，先采取嵌縫、地表封堵方法處理后，再采用降壓、加濃漿液、限流、限量、間歇灌注等方法處理。

（3）針對廠房邊坡巖石較為破碎，坡面為厚層的泥質覆蓋物且松散，可能在錨筋樁施工過程中發生嚴重塌孔、卡鉆、回風小等現象，甚至局部部位出現垮塌，不能鉆進的情況。擬采用固結灌漿的方式護壁。具體施工方法為：將塞阻塞在無法成孔上部，用灌漿泵灌注0.5∶1 的純水泥漿，灌漿壓力不大于0.3 MPa，并用手工記錄耗灰量，當注入率不大于1 L/min，繼續灌注10 min，灌漿即可結束。對灌漿量特別大的孔，采用降壓限流灌注，或灌注0.5∶1∶1 的砂漿，且每次最大灌入干灰量為不大于15 t。灌漿結束后，待凝24 h 后掃孔，繼續鉆進。

（4）錨筋下入孔內困難時，采用錨筋端頭加錨靴的方法下錨。下錨過程中出現塌孔現象時，采用固結灌漿，待凝，掃孔，繼續下錨。

（5）灌漿過程中遇注入率大、灌漿難以正常結束的孔段時，采用低壓、濃漿、限流、限量、間歇灌漿法或灌注砂漿等方法進行灌注，必要時摻加適量速凝劑灌注。

4 錨筋樁質量檢查及邊坡加固效果分析

4.1 錨筋樁質量檢查

錨筋樁質量檢查采用整束進行拉拔時間的方式，錨筋樁的設計荷載為600 kN，根據中國相應規范要求質量檢查張拉試驗最大荷載按設計荷載的125%控制，張拉荷載應為750 kN，業主要求最大張拉荷載按照150%進行控制，因此，拉拔試驗實際最大荷載達到了900 kN。錨筋樁檢測數量和位置均由業主指定，錨筋樁張拉檢查情況詳見表2。

在廠房后側邊坡錨筋樁施工區的不同高程共選擇了6 根錨筋樁進行拉拔試驗，該6 根錨筋樁拉拔荷載均達到了750 kN 全部符合中國規范要求，其中5 根錨筋樁拉拔荷載達到了900 kN。MJ7-19 因為邊坡基礎較差在張拉過程中張拉基座下陷，張拉荷載沒有達到900 kN。因此，廠房后側邊坡施工的635 根錨筋樁質量完全合格并滿足了業主的高標準要求。

表2 錨筋樁拉拔試驗統計表

4.2 邊坡加固效果分析

2009年6月，廠房后側邊坡開始布置了位移變形監測點，通過分析、比較自2009年6月以來的監測數據，并通過監測數據可知2009年8月中旬廠房后側邊坡位移變形量（ΣX、ΣY、ΣH）急劇陡增（其中ΣX 陡增約200 mm，ΣY 陡增約35 mm，ΣH 陡增約99 mm），邊坡有失穩滑坡的危險。經歷2009年8月下旬開始錨筋樁錨固施工后，約在9月中旬邊坡的位移變形值開始縮小，上升曲線很微弱。錨筋樁1～13 排施工的同時邊坡位移變形值就已趨于穩定，沒有明顯的上升和下降的趨勢，始終恒定在一個范圍內稍稍波動，位移變形值基本很小（其中可能有引水隧洞爆破開挖振動的影響），并一直隨時間延續，維持在一個相對穩定的狀況。自2010年8月上旬230高程以下錨筋樁開始施工后，2～4 號機洞臉邊坡變形逐步減小，洞內臨時襯砌開裂現象也得到了控制。因此，廠房后側邊坡錨筋樁施工對邊坡的加固效果十分明顯。廠房后側邊坡典型監測點變形位移趨勢詳見圖3、圖4。

5 結語

馬來西亞沐若水電站廠房后側邊坡錨筋樁鉆孔施工采用了常規的風動沖擊鉆機CM351 鉆機、QZ-100 K 潛孔鉆機進行造孔，鋼筋制作采取了現場焊接的方式，結合錨筋樁注漿利用了錨筋樁孔對邊坡進行固結灌漿加固處理。這種錨筋樁施工方法具有施工快速、簡便和對邊坡加固效果非常好的特點。此外，錨筋樁設計形式十分多樣、簡單，而且可根據實際需要靈活布置。因此，這種錨筋樁施工方法值得在保持邊坡穩定和邊坡加固工程中廣泛推廣運用。

圖3 廠房后側邊坡C01 監測點變形位移趨勢圖

圖4 廠房后側邊坡C16 監測點變形位移趨勢圖