瀘定水電站庫岸公路抗滑樁的應用

黃潤澤

摘 要：近年來隨著水利水電工程大規(guī)模修建，在庫區(qū)公路修建過程中遇到的堆積體類地質災害愈發(fā)頻繁，由于堆積體巖土機構較為復雜，治理難度較大，如何治理堆積體保證水庫蓄水后公路穩(wěn)定安全運行，已擺在突出位置。在堆積體內(nèi)布置抗滑樁是一中較為常用的治理方法，文章以瀘定水電站庫區(qū)公路堆積體為例，介紹在地質結構極為發(fā)育、地震活動頻繁的大渡河峽谷抗滑樁施工工藝，在此基礎上從施工質量角度進行歸納和總結，應遵循的技術準則，對以后擬建的其他水電站庫區(qū)公路抗滑樁質量控制同樣具有指導意義和借鑒意義。

關鍵詞：庫岸公路；抗滑樁；應用

瀘定水電站庫區(qū)位于川滇南北向構造帶北段與北東向龍門山斷褶帶、北西向鮮水河斷褶帶交接復合部位。工程場地外圍強震活動主要發(fā)生在鮮水河斷裂帶、安寧河斷裂帶和龍門山斷裂帶的相對活動段上，是我國山谷地質災害頻發(fā)的主要地區(qū)。瀘定水電站庫區(qū)公路系G318連接康定的主要動脈，治理堆積體保證公路安全成為施工重要任務之一。因此，探討和研究抗滑樁施工的技術要點，保證施工質量，具有直接的實用價值。

一、工程概況

瀘定水電站G318改建工程位于大渡河中上游瀘定縣境內(nèi)。線路經(jīng)過地段第四系松散堆積物與基巖相間出露，出露基巖為前震旦系康定雜巖，主要巖石類型有花崗巖和閃長巖等。第四系冰水堆積物（Qfgl）：分布于大渡河兩岸，分布高程一般在1340m以上，以漂（塊）卵（碎）石土為主，結構較緊密，坡度一般40°～50°；第四系沖洪積物（Qal+pl）：主要分布于沖溝溝口，溝岸及大渡河、漫灘及階地上，以漂（塊）卵（碎）礫石土為主，漂石、塊石、卵石、碎石、礫石主要由花崗巖和閃長巖等構成，次圓～次棱角狀。地表松散，干燥～濕；第四系殘坡積物（Qel+dl）：主要分布于中陡斜坡、緩坡及坡腳，以碎石土為主，碎石由花崗巖和閃長巖組成，地表松散，部分地段可答稍秘狀。一般情況下處于干燥狀態(tài)，僅雨季或農(nóng)田灌溉時處于稍濕～濕狀態(tài)。

二、開挖方法

大崩積體抗滑樁位于高陡邊坡上，只有人行通道通往崩積體，無法采用機械開挖，只能選用人工開挖。由于無工程經(jīng)驗可借鑒，為了確保抗滑樁順利施工，先進行探坑施工。

（一）孔口開挖支護

在樁孔開挖之前，需進行孔口后邊坡開挖、支護。先進行單個樁孔后側邊坡人工開挖，開挖之前需清理坡面危石，開挖好一段，需及時砌筑50cm厚的M7.5漿砌石護坡，護坡高度2～3m，確保后邊坡穩(wěn)定。施工時禁止多個樁體后邊坡同時開挖，以防后側邊坡失穩(wěn)。同時在樁井周邊用大塊石砌筑2～3m寬的施工平臺。

施工平臺形成后及時進行鎖口混凝土施工，確保孔口穩(wěn)定。鎖口采用C15混凝土澆筑，厚5cm，寬50～150cm，沿孔口周邊布置。在鎖口平臺上需預埋好卷揚機機座。施工期間在混凝土內(nèi)預埋25插筋，以便焊接防護欄。

（二）塌滑體段開挖施工

開挖和井壁襯砌支護采用自上而下的施工順序分段進行，分段高度為1～0.5m，但土石巖性質發(fā)生變化位置不應進行分段。樁孔塌滑體段由塊石、碎石、粘土等組成，施工以人工開挖為主。大塊石采用小藥量松動爆破進行分解，解炮施工在上一層護壁混凝土強度達到70%后進行，并嚴格控制藥量。塌滑體段開挖層厚要求不大于50cm，開挖基本成型后再人工刻鑿孔壁至設計尺寸。在孤石較多的孔壁，石塊之間的空隙較大，需用小塊石塞縫，相互嵌鎖成整體，以增強孔壁的穩(wěn)定性。樁孔出渣采用人工裝渣到吊籠里，用卷揚機提渣到孔口。樁井開挖期間，每開挖一段應及時進行地質素描，由技術人員對開挖所揭露的地質情況進行現(xiàn)場復核確認，如實際情況與設計圖紙存在差異，則應及時報告監(jiān)理工程師，并按監(jiān)理工程師意見進行處理。每開挖一層以后及時進行護壁混凝土施工。在地下水集中滲漏部位，在孔壁支護施工時應按要求采用埋管方式將水引出。實際施工中抗滑樁崩積體段的深度與設計深度會有一定的差異，設計單位需根據(jù)崩積體段孔深的變化，對基巖段孔深進行修正，以滿足抗滑樁的受力要求。

（三）護壁混凝土施工

由于崩積體巖土結構復雜，護壁混凝士受力情況難以進行準確計算，混凝土的參數(shù)主要通過探坑護壁效果來確定。

通過探坑的護壁施工，為后續(xù)樁孔護壁提供了參考經(jīng)驗。后續(xù)樁孔開挖過程中，在塊石結構部位的樁體原則上以C25素混凝土護壁，護壁厚度不小于30cm，護壁深度不超過8m，但塌滑體結構較為復雜，在施工過程中需根據(jù)開挖揭露的地質情況，及時進行調(diào)整優(yōu)化。在碎石與土體含量較高的部位的樁孔，孔壁自穩(wěn)性差，通過受力分析，需配單層鋼筋，主筋為25@200，分布筋為18@250，混凝土強度等級為C25，厚度為30cm。

護壁混凝土模板選用組合小鋼模，用35mm鋼管支撐模板。混凝土用吊罐運輸，采用人工入倉。為保證接縫處澆筑飽滿，施工縫面需設置斜口，并需鑿毛處理，鋼筋混凝土護壁鋼筋必須過施工縫，鋼筋接頭需錯開。施工縫禁止設在滑動面處或土石分界面處。

（四）基巖段開挖

崩積體與基巖分界面非常明顯，基巖段多為弱微風化巖體，樁孔不必進行混凝土護壁。基巖段的樁孔采用鉆爆法開挖，在護壁混凝土強度達到70%后進行。為了減小爆破對崩體積及護壁混凝土的不利影響，須進行光面爆破，并嚴格控制單響最大藥量。又因采用人工裝渣，對爆破后的石渣粒徑有要求。因此，按小藥量、密孔、淺孔的原則進行鉆爆設計，使周邊孔符合光面爆破的技術要求。每排炮孔深控制在1.2m以內(nèi)，根據(jù)實際地質情況和現(xiàn)場施工鉆爆效果確定最佳施工鉆爆參數(shù)。周邊孔采用25小藥卷間隔不耦合裝藥，掏槽孔和輔助爆破孔均采用32藥卷，用非電毫秒雷管起爆。樁孔基巖段開挖深度應符合設計要求，斷面不允許出現(xiàn)欠挖，不得存在反坡、陡坎尖角。樁井為矩形斷面，長邊與短邊應垂直，開挖斷面不小于樁身設計斷面。出渣方法采用卷揚機吊出。每開挖完一段，必須及時進行后側孔壁系統(tǒng)錨桿施工。

三、抗滑樁混凝土施工方法

抗滑樁位于崩積體高陡邊坡上，凝土運輸難度極大。為了便于施工，在崩積體上布置碎石機和打砂機，以利于排水洞開挖的新鮮洞渣生產(chǎn)碎石和人工砂，在抗滑樁兩側平臺上布置兩臺0.35m3的小拌和機拌制混凝土。

單根樁體開挖到位后，及時進行樁身混凝土施工。利用樁井井壁的錨桿、插筋搭設鋼筋架，進行鋼筋的綁扎，鋼筋綁扎定位準確，保護層滿足設計要求，鋼筋整體固定牢固。豎向受力鋼筋的接頭不得在土石分界處或滑動面處，鋼筋接頭應分散布置，在受拉區(qū)同一截面內(nèi)鋼筋接頭面積不超過鋼筋總截面面積的50%，接頭錯開間距不小于1.5m。由于主筋采用的是32的Ⅲ級鋼筋，鋼筋強度較高，接頭需采用幫條焊或對焊，焊接質量應符合規(guī)范要求。28及以上的鋼筋采用直螺紋連接，28以下的鋼筋采用搭接焊。樁身混凝土不留施工縫，需連續(xù)澆筑，因此，同一根樁身鋼筋應一次安裝完成。

在樁身上段及聯(lián)系梁上布置有1500kN級無粘接預應力錨索，鋼筋安裝后須安裝錨索預埋管，預埋管安裝位置、孔向要符合設計要求，固定牢固。

抗滑樁深度為13～36m，選用溜管入倉。鋼筋安裝結束后，沿井壁布置溜管，溜管須用錨桿、插筋固定好，溜管選用180mm鋼管制作。下料口至混凝土面的高度不超過1.5m。澆筑時每層下料高度不大于50cm，并按要求振搗密實，澆筑過程中不允許停止。

四、錨索施工

抗滑樁預應力錨索為1500kN無粘結預應力錨索，結構與常現(xiàn)預應力錨索相同。在崩積體內(nèi)造錨索孔，為本工程施工的又一難點。鉆機選擇為造孔的關鍵，我們選用的鉆孔為DMDM-100型錨固鉆機，該系列鉆機在相類似的工程中曾成功應用過。

錨索施工采用地質鉆機鉆孔，孔徑、孔深、鉆孔傾角、方位角應滿足設計要求。造孔應根據(jù)不同的地質條件采用不同的施工工藝。對于崩積體內(nèi)或巖體較為松散破碎的地段，應采用鋼套管跟進的施工方式（鋼套管內(nèi)徑不小于160mm）；造孔結束鋼套管伸入較完好基巖的長度不小于1m，并將套管留在孔中不拔出。對崩積體內(nèi)和巖體極為松散破碎的地段，要求每鉆進3m即測斜一次；對于巖體較完整的地段，要求每5m測斜一次。測斜后如發(fā)現(xiàn)偏差，應及時采取合理的糾偏措施。錨索成孔后，應用高壓風將孔沖洗干凈，但嚴禁用水進行沖洗，以防對崩積體產(chǎn)生不利影響。若內(nèi)錨段位于破碎基巖中，應根據(jù)鉆孔揭露的地質條件按設計要求進行固結灌漿施工，內(nèi)錨段圍巖灌漿必須采用單鉆單灌，逐孔灌漿，并嚴格控制灌漿壓力。

錨索施工其它工序，與常規(guī)無粘接預應力錨索施工相同。

五、施工工藝控制

（一）對設有滲水嚴重的堆積體，應先安裝抽排水設備進行抽排水。抗滑樁竣工驗收前，嚴禁對堆積體前緣進行規(guī)模開挖，造成堆積體的整體失穩(wěn)。

（二）每根樁在開挖時，及時填錄地質樁孔柱狀圖，詳細記錄地層巖性、滑動面位置，對軟弱層、巖性變化界面、滑移面、擦痕等詳細描述，必要時應有圖片記錄資料。開挖過程中及時核對滑面情況，如與設計出入較大，要及時報告，以確保嵌巖深度和抗滑樁的實際長度。

（三）護壁的厚度、砼強度、鋼筋用量必須滿足設計要求。開挖前做好鎖扣盤，節(jié)壁澆筑前實測護壁凈空尺寸，護壁混凝土應對稱同時澆筑，同時振搗密實。地下水較大時，除縮短節(jié)距外，可加早強劑或速凝劑。涌水量較大時宜排、堵結合，即在加導管排水的同時，用加錨桿、鋼筋網(wǎng)、小石籠等辦法填塞掏挖空間，并用混凝土填搗密實，待混凝土達到一定強度后，再集中將導管內(nèi)的水堵死，以避免因地下水的不斷流出掏空護壁背面土體引起井壁垮塌，甚至滑坡。護壁和樁身混凝土強度均要達到設計強度，澆筑樁身混凝土強度均要達到設計強度，澆筑樁身混凝土前樁底用1：3水泥砂漿鋪底，厚度10cm。

護壁各節(jié)縱向鋼筋必須焊接，并保證搭接長度，嚴禁綁扎及彎鉤掛接，搭接不得設在土石分界及滑動處。樁身鋼筋宜預制成籠，并在制作鋼筋籠時埋設超聲波檢測管。鋼筋焊接質量必須符合技術規(guī)范，樁身鋼筋采用閃光對焊，箍筋采用單面焊或雙面焊；水平筋要深入墻內(nèi)，并交叉搭接，綁扎牢固，有錨桿時應與錨桿連接。

（四）嚴格按照《公路軟土地基路堤設計與施工技術規(guī)范》（JTJ017-96）要求的觀測方法和觀測頻率進行變形移動觀測，并繪制變形位移圖。當變形曲線發(fā)生突變或施工現(xiàn)場有異常滑動時，應立即撤出施工現(xiàn)場，確保人員安全。除用測距儀進行觀測外，應輔以肉眼觀測地面裂紋的長度、寬度、深度變化情況。

六、結語

崩積體抗滑樁施工，難點在于樁孔開挖及護壁。由于機械化程度低，人工操作多，工程技術人員必須全程跟蹤每一道工序。本工程中抗滑樁為大斷面深孔樁，無工程經(jīng)驗可借鑒，受力計算難以反映實際情況。通過探坑的開挖護壁施工，為后續(xù)樁體的施工提供了經(jīng)驗，再根據(jù)實際揭露的地質條件，對開挖及支護施工及時進行優(yōu)化，得到了預期的效果。本工程中所采用的護壁形式按理論計算是不能滿足要求的，從而也說明崩積體巖土體結構的復雜性，在施工中應注重對實際揭露的巖土體結構分析，對孔壁的穩(wěn)定狀況進行評價，不斷進行優(yōu)化，才能選擇出切合實際的開挖及護壁方法。

樁體本身的施工質量和嵌巖深度的準確判斷是保證抗滑樁安全和使用功能的關鍵所在。要準確判斷判定嵌巖深度，除熟悉勘察報告，仔細分析滑動面、滑動帶的基本地質特征外，有經(jīng)驗的技術人員對實際開挖樁孔的詳細編錄和準確判斷至關重要。樁體必須埋入完整巖層或穩(wěn)定堅實土層內(nèi)，要充分考慮抗滑樁施工后墻前被動土體的壓力作用，適時調(diào)整嵌巖深度。在覆蓋層太深開挖難以挖至基巖的情況，可以考慮用鋼管樁在孔底形成支撐平臺。