吉音水庫岸坡支護工程施工技術應用分析

趙平

【摘 要】岸坡支護工程施工是水利水電工程的主體建設項目，對施工技術的要求非常高。通常，水庫壩體岸坡的地質環境比較復雜，地質災害、建筑質量等原因影響壩體岸坡的牢固性。對此，水庫壩體岸坡的建設必須按照圖紙設計的要求施工。新疆吉音水庫作為新疆和田地區的大型水電工程項目，水庫的壩肩、岸坡均屬高陡、薄層順向坡，岸坡開挖的穩定性問題十分突出。文章通過對吉音水庫岸坡水文地質狀況進行現場勘查，掌握工程建設的詳細概況，考慮施工現場的地質因素，提出相應的施工方案和施工方法，保證了水庫施工的質量，為新疆水利水電工程的建設樹立標桿。

【關鍵詞】岸坡支護;施工技術;吉音水庫

【中圖分類號】TV5 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-0688（2022）02-0081-03

0 引言

岸坡的施工建設是壩體建設中重要的施工項目，而且壩體岸坡的地質環境比較復雜，導致壩體滑坡的因素很多，除了地質災害，還與工程質量有很大的關系。因此，必須按照水庫岸坡建設的圖紙設計和地質條件，選擇合適的支護結構并根據建設標準設計施工方案和科學施工?，F以新疆和田地區吉音水庫岸坡支護工程為例，闡述多種支護施工技術在水庫岸坡項目建設中的具體落實措施。

1 工程概述

吉音水庫是新疆和田地區于田縣境內規模比較大的水利水電工程，水庫位于克里雅河流域的上游，水庫所在地的河谷呈“U”形，正常蓄水時谷寬500 m;兩岸山頂海拔為2 400～3 100 m，相對階地面高差為200～400 m，岸坡自然坡度為30°～40°，局部達45°。兩岸岸坡大部分為風積粉土覆蓋，其厚度為5～25 m?，F代河流靠右岸，為一深切河槽，河槽岸坡陡立（60°～80°），基巖裸露;河槽頂部的寬度為60～90 m，階地面寬度為350～500 m，左岸有寬闊的Ⅲ級階地，階地面高程為2 500～

2 600 m。復雜的地質條件成為制約水庫正常施工建設的主要因素，也是導致施工中事故頻繁發生的主要原因，從而造成水庫建設成本過高。針對吉音水庫岸坡支護工程施工中存在的困難，提出了具體的施工方案和措施。

2 施工項目的基本情況

根據施工現場情況，壩體沿壩軸線基本分3個大的區段進行施工，即左岸坡段、河道段和右岸坡段。

2.1 左岸坡段

左岸段樁號0-045～0+370.883長約416 m，針對壩基地質巖層的不同又分為左岸坡基巖段（樁號0-045～0+107.669長152.669 m）和左岸槽孔混凝土防滲墻（樁號0+107.699～0+370.883長263.214 m）兩段，地形相對平緩，作業面寬闊，不受河水的影響，目前左岸臨山和臨河處有現成的環形施工道路，有利于大型土石方機械設備進場和分區段開挖作業，在開挖的同時為盡可能早地開展趾板和混凝土防滲墻的施工，保證施工質量，減少后期壩體填筑的壓力，按自上而下、先上游后下游的開挖方式進行作業，確保趾板和防滲墻部位的開挖成型。

2.2 河道段

主河道段樁號0+0 370.883～0+444.702長73.891 m，也為高趾墻段，截流后進行開挖、澆筑高趾墻混凝土，并進行基礎處理和壩體天然砂礫石料、堆石料的填筑。該區段位于主河道，河道狹窄，兩岸基巖出露，岸坡陡峭，施工作業面較小，受滲水的影響較大，在做好上游圍堰的防滲的同時，必須加強壩基作業面的抽排水。該段高趾墻混凝土和天然砂礫石料、土料和回填料的施工在冬季進行，因此必須采取高趾墻混凝土的冬季施工措施和汛期前做好砂礫石料的開采和儲備工作，保障河道段天然砂礫石料填筑到2 428.60 m高程，壩體具備度汛條件。

2.3 右岸坡段

右岸段樁號0+444.702～0+620.521長175.819 m，壩肩為基巖，岸坡較陡，結合修建表孔溢洪洞進口的臨時道路，在不影響和干擾其他標段施工的情況下，自上而下分層開挖。右岸岸坡較陡，表層覆蓋層較薄，在形成開挖爆破平臺前，施工機械和作業人員的安全應放到首位，同時在開挖爆破時易造成渣料沿山坡滾落堵塞原河道或減少河道過水斷面，影響河道的行洪能力，因此在開挖過程中尤其在汛期，應避免開挖渣料向河道傾倒，巖石爆破采用控制爆破措施。右岸趾板及壩肩開挖邊坡較陡，道路布置困難，不利于大型機械的開挖且開挖石渣容易滾落至河內，因此大壩開挖時道路布置和河道防堵將是右岸壩肩開挖的重點。

3 施工方案

岸坡支護的類型包括錨桿、錨（筋）樁、預應力錨索，噴射混凝土、鋼筋網噴射混凝土、錨桿及各種噴射混凝土的組合[1]。為保證開挖邊坡施工的安全、對開挖后的邊坡及時進行支護，邊坡分層開挖時，下層開挖施工在上一層開挖后的巖面支護完成后方可開始。岸坡支護施工流程：清理浮石→打孔→安裝錨桿→掛鋼筋網→沖洗巖面→噴射混凝土→養護。錨桿、錨筋樁采用液壓鉆、氣腿式風鉆鑿孔，注漿采用20 m3/min空壓機配合專用注漿器進行。預應力錨索采用鉆機鉆孔，鉆孔結束后及時進行深孔固結灌漿，擴孔，錨索吊裝，封孔灌漿。

4 施工方法

4.1 邊坡噴錨支護

邊坡噴錨支護是水庫岸坡支護施工中常規的方法，通過噴漿（噴射混凝土）防護巖質較差的邊坡。當邊坡上的巖層風化、破碎比較嚴重時，巖土發生崩塌和碎塊掉落，邊坡的穩定性受到嚴重的影響，有效的方法就是采取邊坡噴錨支護。噴錨支護使用的錨桿材質可分為樹脂錨桿、塑料錨桿、水泥錨桿和縫管錨桿。錨桿施工質量對整個岸坡的安全和工程質量起到重要的作用，因此要嚴格把控水泥、砂子和鋼筋等施工材料的質量，加入錨桿水泥砂漿中的各類添加劑不得含有對錨桿產生腐蝕性的化學成分。鉆孔施工中要確保錨桿鉆孔位正確，孔徑、孔深要符合施工設計要求。施工結束后使用風機吹干凈孔內雜物?？纵^深且成孔困難時，可采用先插管后注漿的方法，將錨桿及灌漿設備放入孔中、居中。灌漿機通過進漿管注漿，當泥漿溢出排氣管時應及時封閉進漿管和排氣管。當錨桿孔內進水時，可采取比較簡單的孔內注漿排水方法排除錨桿孔中的水，而且要保證泥漿不被水沖走或者稀釋。如果邊坡的平整度不太理想，可采用鋼筋網沿開挖面鋪設，錨桿與鋼筋網綁牢固，以免混凝土在噴射過程中產生顫動而影響到混凝土的凝結?；炷羾娚鋾r要控制好水灰比在0.4～0.5，還要注意噴層厚度、平整度和均勻性，減少回彈率。邊坡噴錨支護施工的工藝流程：邊坡清理→錨桿→鉆孔→注漿→安裝錨桿→坡面清洗→噴射→掛網→拌漿等。

4.2 錨桿施工

應選用高強度的螺紋鋼筋制作錨桿，采用標號不低于P.O32.5的水泥砂漿，使用最大粒徑小于2.5 mm的中細砂，注漿錨桿水泥砂漿的強度不低于20 MPa[2]。必要時加入速凝劑，摻量為水泥砂漿的2%～3%，使用JZ-350型攪拌機攪拌。錨桿施工的主要流程包括鉆孔、清孔、錨桿加工、灌漿等環節。①鉆孔：錨桿孔位由測量人員根據設計圖紙布孔?？孜黄钚∮?0 cm，系統錨桿孔軸方向垂直于開挖面或巖體結構面，錨桿束將嚴格按照設計要求的角度逐孔放樣確定孔位。各施工部位按要求，分用采用液壓鉆機或手風鉆造孔。②清孔：鉆孔結束后，采用高壓風清孔至驗收合格。③錨桿加工：按照圖紙設計的要求和建設標準使用φ28 mm的Ⅱ級鋼筋且鋼筋要求拉直、除掉銹跡和油跡。④灌漿：灌漿的水泥應使用強度等級不低于32.5 MPa的普通硅酸鹽水泥，并且加入速凝劑或者不產生腐蝕成分的其他外加劑，水泥砂漿的強度等級不應低于20 MPa，水泥砂漿的稠度和添加劑的比例要符合水泥砂漿施工的要求。錨桿施工過程采取“先安裝錨桿后注漿”的方法，打孔使用的鉆頭直徑應大于錨桿直徑25 mm以上[3]。在錨桿施工前按技術要求進行灌漿密實度試驗，首先準備加工好的錨桿以及與錨桿孔同直徑的塑料管，將塑料管放置在與設計錨桿相同傾角的坡面上，按現場的注漿工藝和砂漿配合比進行注漿，養護7 d后剖開塑料管道檢查灌漿密實度，經實驗可選用一組砂漿配合比和相應的注漿工藝指導現場施工，確保注漿飽滿、密實。

4.3 預應力錨索施工

（1）錨索施工。預應力錨索施工的具體方法：鉆孔機械宜采用輕便靈活的鉆機，便于在交通條件困難的邊坡上使用?？讖綖棣?20+3-0 mm，要求孔深大于設計孔深的0.5 m，全孔要求孔斜誤差角度不大于2°。錨孔要求均勻光滑，內錨固段則要粗糙，內錨固段必須設置在巖體內且保證留有一定的安全深度。造孔完成后將孔內的雜質或積水處理干凈，測量和記錄孔徑、孔深、孔斜，作為驗收穿束依據，如遇到巖石破碎或斷層帶時，應延長孔深至基巖內，延伸長度應大于錨固段長度0.5 m。

（2）錨索施工。采購的鋼絞線應有產品說明，并對采購的每批鋼絞線盤數的3%抽樣檢查，對抽樣的鋼絞線進行頭部與尾端的材質檢驗，檢驗性能是否達到使用指標。凡檢測出強度、延伸率、伸直性和松弛性能中任何一項不達標，鋼絞線表面出現銹蝕、碰傷、腐蝕、散股等問題，均不能使用，同時抽樣檢測錨具、夾片、錨墊板是否達到產品的性能指標或設計要求[4]，高壓電動油泵、配套壓力表、鉆機、漿泵、空壓機、千斤頂、觀測儀器和量測儀器等應具有合格證和使用說明書。

（3）錨索制造。根據每個孔的深度和千斤頂的長度確定并截取鋼絞線的長度，圖紙規定的鋼絞線長度為孔深+張拉千斤頂長度+外錨頭混凝土墩高度+錨墊板厚+工作錨具高+工具錨具高+外余量（200 mm）。使用砂輪切割機截斷鋼絞線。對鋼絞線要保護良好，防止受潮銹蝕、腐蝕或碰砸傷損。

（4）內錨固段灌漿。內錨固段灌漿要求有壓灌漿。采用早強型525#抗酸水泥，水泥砂漿標號不能低于450#，水泥砂漿水灰比為0.45～0.5，灰砂比為1∶1。錨孔灌漿時，從灌漿管灌漿，灌漿管邊灌邊抽，至內錨固段灌滿后，將灌漿管抽到外部0.5 m左右為止，再用風機吹凈灌漿管內的殘留物。

（5）外錨頭混凝土墊座制作。采用早強型525#抗酸水泥，混凝土標號為C30#，混凝土墊座內布有受力鋼筋。在混凝土墊座錨孔內，予埋漸變管一個，長度從墩面插入巖石孔口內即可。外錨頭混凝土墊座高度不小于0.9 m。

（6）錨索張拉。錨索張拉要求外錨頭混凝土墊座強度應達到C30#，張拉前安裝好千斤頂、錨索和墊板均?？刹捎肶CW150型油壓千斤頂進行整束張拉。張拉荷載等級，初次穩壓5 min，初始荷載20 min，之后每增加5 min，荷載增加至40 t、80 t，7 d后再次張拉，110 t（穩壓20 min）鎖定→抽查補償張拉至110 t（穩壓10 min）鎖定。

（7）灌漿。漿液采用早強型525#抗酸水泥，水泥砂漿標號為R28300#，水泥砂漿∶灰砂比為1∶1，水灰比為0.4～0.45。當排氣管內出現的回漿呈濃漿時，可在30 min后封漿，從錨具夾片縫隙中觀測、分析灌滿程度。截外留多余部分鋼絞線。留作長期觀測錨索的外錨頭（安裝測力計的錨索）用鐵皮罩保護。

4.4 掛網鋼筋施工

針對開挖斷面的形狀，確定場外或現場制作網片，若斷面形狀較規則平整，采用場外制作網片，然后現場拼接，若斷面形狀不規則，起伏較大，則采用現場制作網片，現場拼接，拼接時應注意與巖壁緊貼。施工技術措施：鋼筋網的網格各對邊的間距應保持在10 cm以上，使用前清除網上的銹蝕。鋼筋通過焊接將鋼筋網固定在邊坡上，和巖石面之間襯墊混凝土塊。使用直徑為6～12 mm、強度為240 MPa的鋼筋網架。在噴射中有大量回彈物架在鋼筋網上時必須清除，防止包裹在噴層中。必須用噴射混凝土填滿鋼筋網與巖面之間的空隙，并且確保泥漿鋼筋粘貼良好。掛網鋼筋施工的流程包括施工準備、鋼筋除銹、網片制作、掛網、焊聯和噴砼等環節。

4.5 噴砼施工

施工的水泥選擇使用具有抗硫酸鹽侵蝕性、強度等級為P.O42.5的普通硅酸鹽水泥，砂料選用含水率為5%～7%的粗、中砂，粗骨料選用粒徑不應大于15 mm的卵石或碎石。速凝劑的添加應該按照骨料配比要求實施，凝固時間不能大于10 min。鋼筋網采用直徑為4～12 mm、屈服強度不低于210 N/mm2的光面鋼筋，鋼筋網間距為150～250 mm。本工程在施工中使用攪拌機和混凝土噴射機完成泥漿的拌機和噴射。①噴前準備：混凝土拌制利用本標的混凝土拌和站，或根據現場情況在洞口拌制。利用3 m3混凝土罐車運輸至洞內施噴。噴射前對噴射面進行檢查，及時清除噴射面黏著的污跡、臟物和石渣等雜物;搭建施工平臺;清掃巖面;鋪設控制噴射混凝土厚度的檢驗鋼筋條;作業區應具備相關的通風與照明設備[5]。施工前檢查和操作所有施工設備運行狀況。②噴射砼施工：在噴射混凝土前對外加劑成分的泥漿做質量和抗壓強度的測驗，當結果符合圖紙設計的要求后方可進行噴射混凝土施工。按照圖紙要求的噴射厚度噴射，本次混凝土的噴射與下一次噴射的間隔不少于3 h。噴射作業必須按照相關規程操作，保持噴射的連續性和工作風壓的穩定性，如果中斷噴射作業，要及時清理噴射機和料管中的泥漿[6]。預埋的檢驗鋼筋條在噴混凝土工程檢驗后將露出噴混凝土表面的部分割除，以便保持鋼筋條的切割面與混凝土表面平整。③養護：噴射混凝土終凝2 h后為了防止混凝土面開裂，應該及時噴水養護，養護時間為7個晝夜左右，根據天氣條件可以增加到14個晝夜，當空氣濕度較大或者雨天時，可減少噴水養護的時間。鋼筋網噴射混凝土的支護厚度應在80～200 mm。采用人工在巖面上鋪設鋼筋網，與錨桿焊接連接。鋼筋網與巖面距離保持3 cm左右，鋼筋網最小保護層厚度為2 cm。鋼筋網的搭接長度及同截面的接頭個數必須滿足規范要求。

5 結語

總之，岸坡支護工程施工是水利水電項目建設中的主要內容之一，項目施工首先要結合現場實際情況采取不同的支護方式，選擇比較適宜的施工方法，然后做好施工準備，科學合理地運用施工技術，嚴格按照圖紙和技術方案進行施工，保證施工質量，為后續的工程建設提供堅實的基礎。

參 考 文 獻

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[5]李光華.黃角樹水電站左岸溢洪洞工程施工[J].云南水力發電，2018（4）：65-72.

[6]曲勝輝，王嘉鵬.工作閘門豎井正井法開挖施工技術應用[J].吉林水利，2018（10）：47-50，53.