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【摘 要】 在水利水电工程施工和营运过程中,大坝的高边坡和滑坡体的稳定性非常重要,它们决定了水利水电工程是否安全,在施工过程中,如果没有处理好高边坡,使其稳定和牢固,将对建筑物以致生命财产造成巨大的威胁。长期以来一直受到人们的高度重视。基于此,本文作者结合工程案例,深入探讨了水流量水电工程高边坡加固与处理技术的应用。
【关键词】 水利水电工程;高边坡;加固与处理技术
前言:
高边坡因其地质结构复杂、出现滑坡几率高引起广大水电施工者的关注。目前多种高边坡加固治理的有效措施已普遍被采用,水电技术人员在严格施工过程中应当不断的探索新的措施来应对治理难度越来越大的高边坡治理。
1、工程概况
乌东德水电站位于云南省禄劝县和四川省会东县交界的金沙江干流上,是金沙江下游河段最上游的梯级电站,乌东德水电站正常蓄水位975m,相应库容58.63亿m3。枢纽建筑物由挡水建筑物、泄洪建筑物、引水发电系统组成。挡水建筑物为混凝土双曲拱坝,坝顶高程988m,最大坝高265m;泄洪建筑物主要由5个表孔、6个中孔及3条泄洪洞组成;引水发电系统采用地下厂房,左、右两岸各布置6台单机容量850MW的水轮机组,装机容量10200MW,多年平均发电量401.1亿kW·h。
2、喷锚防护技术
喷锚支护是一种用以加固高边坡围岩的有效措施,它主要是把锚固和喷射混凝土结合起来,已达到高边坡加固作用,防止岩体分离或者松动。喷锚支护是使围岩、混凝土喷层以及锚杆形成一个共同作用的体系。喷混凝土支护围岩的方式是向开挖面采用喷浆设备喷射一定厚度的混凝土层。由于混凝土喷层具有柔软性,密贴围岩,所以能控制围岩变形,同时能承受较大荷载,发挥和保护岩体潜力,填充胶结岩体的表层裂隙。喷混凝土施工工艺既可以是围岩的早期支护,也可以使其的永久性支护。
3、水利水电工程高边坡的加固与处理技术
3.1测量放样
按照设计图纸,开挖完成后,再放出抗滑桩位置,同时计算抗滑桩坐标。在开挖路堑之前,严格测放出截水沟和边坡顶线的位置,然后开挖二级边坡。
3.2开挖二级边坡,并做喷锚防护
利用挖掘机,根据放样,打入锚杆,喷射C20混凝土防护,挂钢筋混凝土。系统锚杆按设计要求采用Φ25钢筋,钻孔采用Φ50孔,锚杆呈梅花形布置,间距2m×2m,长度采用5m。喷射混凝土厚度为8cm,呈梅花形布置。挂Φ8@200×200mm钢筋混凝土,喷射混凝土厚度为8cm。
3.3混凝土抗滑桩
在防止滑移方面,抗滑桩是常用的构件,通过深入土层以及岩石层的抗滑桩,达到支挡滑体所产生的下滑力,通常用于滑坡的前端,这样可以起到边坡的稳定作用,滑移桩应用在在浅层或者中层边坡的效果好。一般情况下,在滑移桩的1/3至1/4处埋置比较好,可以起到稳定的抗滑坡作用。抗滑桩应灌注在岩体上,形成坚固的整体,设置滑体前缘处,这样就可以承受很大的抗滑压力。
3.4桩孔开挖
工程中共有5根抗滑桩,在完成二级边坡的防护工作后,开始开挖抗滑桩基坑,抗滑桩的桩间净间距为3m,断面为2m×3m。从保证边坡和成孔稳定性的角度,按设计图纸要求,采取跳二挖一的方式开挖桩孔,也就是两边先开挖然后再中间开挖的顺序进行施工。按照设计,严格施工。采取人工挖孔方法进行抗滑桩桩坑的施工,出渣的提升采用电动卷扬机,作为挖孔桩护壁,采用20cmC20钢筋混凝土。挖孔施工工艺流程如下:
3.4.1孔身开挖及护壁
施工按设计强度要求,抗滑桩琐口混凝土达到强度的75%后,开始挖桩坑,根据地质情况决定桩坑开挖的每天深度。为了保证施工速度,每天开挖深度计划≥10m。开挖后及时施做护壁,护壁厚度为20cm,采用C20钢筋混凝土进行浇注。绑扎护壁与护壁间上、下节以及锁口与护壁的纵向钢筋搭接。
3.4.2孔内通风及照明
一边挖孔一边经常检查孔内的CO2含量,如孔深超过10m或者孔内的CO2含量超过0.3%时,需要机械通风。通过Ф50的塑料管,在地面上用风扇或鼓风机,将新鲜空气不断的运到孔底,井底的空气在中间停工再复工前也需要彻底抽换。每次爆破后,由安全负责人随即进行通风排烟清孔,施工孔内确保无毒后,施工人员再下孔操作。孔内照明采用36V以下的低电压,同时采取照明措施,在渗水和潮湿时,使用防护灯罩或者防水灯头进行必要的防护工作。
3.4.3孔内排水
如果孔内渗水量不大,可以采用人工排水进行排水,当挖到桩底时,可以采用潜水泵进行抽水,在桩位的一角挖一个集水坑(0.6m×0.5m×0.5m);如果孔内的渗水较大,可以一边施工一边抽水。
3.5钢筋安装
连接钢筋采用机械连接直螺纹套筒的方式,由于抗滑桩桩身主筋为Φ32钢筋,直径较大,钢筋需要点焊成束,形成钢筋束。采取在钢筋加工场下料,在桩坑内进行绑扎的方法施工,这样可以克服这些弊端。绑扎中,注意需要错开钢筋搭接长度、位置以及接头等部位的距离。在同一断面内,接头要≥50cm,一般错开35d(d为钢筋直径)距离为宜,同时接头钢筋面积不超过50%的钢筋总面积。按设计及规范,绑扎钢筋成型后,要求进行验收。
3.6桩身混凝土浇注
抗滑桩混凝土为C25,混凝土拌合采取混凝土拌和站方式,按设计图纸要求,运输采用混凝土运输车,混凝土浇注采用串筒,振捣采用插入式振捣器;保证混凝土密实度,防止过振,浇注过程中,每层浇注厚度控制在30cm左右。浇注到顶面后,按要求抹平和修整,同时需要连续进行混凝土浇注,中间因故间断,间断时间不得超过前层混凝土的初凝时间。
3.7挡土板施工
抗滑桩开挖和混凝土浇筑完成后,经过工程师和监理师检查合格后,桩前坡面土体分6次开挖,桩前土采用挖掘机开挖,每次开挖高度为2m。第一个2m坡面开挖完后,立马绑扎挡土板钢筋,安装挡土板模板,然后浇注混凝土。同时钻造锚索孔,锚安制筋、注浆锚孔。按设计强度要求,挡土板混凝土达到75%后,张拉上一级锚索,开挖下一个2m坡面,再进行锚索和挡土板的施工。循环往复,直到全部挡土板施工完成。
4、结束语
总之,喷锚混凝土支护可增强高边坡的整体稳定性,提高高陡边坡岩土的抗变形刚度和结构强度。喷射混凝土的结构设计以及支护措施应根据边坡岩土现状合理选择。施工时,合理选择施工工艺、施工技术以及施工程序,确保喷锚混凝土支护工程质量。
参考文献:
[1]楚笑红,解来承.浅谈水利水电工程高边坡加固治理措施[J].中国新技术新产品.2011(03)
[2]刘克伟.水利水电工程高边坡的治理与加固探讨[J].中国房地产业.2011(03).
[3]雷蕾,谢新生.竹寿水库泄洪隧洞进口高边坡加固方案研究[J].陜西水利.2011(06).
【关键词】 水利水电工程;高边坡;加固与处理技术
前言:
高边坡因其地质结构复杂、出现滑坡几率高引起广大水电施工者的关注。目前多种高边坡加固治理的有效措施已普遍被采用,水电技术人员在严格施工过程中应当不断的探索新的措施来应对治理难度越来越大的高边坡治理。
1、工程概况
乌东德水电站位于云南省禄劝县和四川省会东县交界的金沙江干流上,是金沙江下游河段最上游的梯级电站,乌东德水电站正常蓄水位975m,相应库容58.63亿m3。枢纽建筑物由挡水建筑物、泄洪建筑物、引水发电系统组成。挡水建筑物为混凝土双曲拱坝,坝顶高程988m,最大坝高265m;泄洪建筑物主要由5个表孔、6个中孔及3条泄洪洞组成;引水发电系统采用地下厂房,左、右两岸各布置6台单机容量850MW的水轮机组,装机容量10200MW,多年平均发电量401.1亿kW·h。
2、喷锚防护技术
喷锚支护是一种用以加固高边坡围岩的有效措施,它主要是把锚固和喷射混凝土结合起来,已达到高边坡加固作用,防止岩体分离或者松动。喷锚支护是使围岩、混凝土喷层以及锚杆形成一个共同作用的体系。喷混凝土支护围岩的方式是向开挖面采用喷浆设备喷射一定厚度的混凝土层。由于混凝土喷层具有柔软性,密贴围岩,所以能控制围岩变形,同时能承受较大荷载,发挥和保护岩体潜力,填充胶结岩体的表层裂隙。喷混凝土施工工艺既可以是围岩的早期支护,也可以使其的永久性支护。
3、水利水电工程高边坡的加固与处理技术
3.1测量放样
按照设计图纸,开挖完成后,再放出抗滑桩位置,同时计算抗滑桩坐标。在开挖路堑之前,严格测放出截水沟和边坡顶线的位置,然后开挖二级边坡。
3.2开挖二级边坡,并做喷锚防护
利用挖掘机,根据放样,打入锚杆,喷射C20混凝土防护,挂钢筋混凝土。系统锚杆按设计要求采用Φ25钢筋,钻孔采用Φ50孔,锚杆呈梅花形布置,间距2m×2m,长度采用5m。喷射混凝土厚度为8cm,呈梅花形布置。挂Φ8@200×200mm钢筋混凝土,喷射混凝土厚度为8cm。
3.3混凝土抗滑桩
在防止滑移方面,抗滑桩是常用的构件,通过深入土层以及岩石层的抗滑桩,达到支挡滑体所产生的下滑力,通常用于滑坡的前端,这样可以起到边坡的稳定作用,滑移桩应用在在浅层或者中层边坡的效果好。一般情况下,在滑移桩的1/3至1/4处埋置比较好,可以起到稳定的抗滑坡作用。抗滑桩应灌注在岩体上,形成坚固的整体,设置滑体前缘处,这样就可以承受很大的抗滑压力。
3.4桩孔开挖
工程中共有5根抗滑桩,在完成二级边坡的防护工作后,开始开挖抗滑桩基坑,抗滑桩的桩间净间距为3m,断面为2m×3m。从保证边坡和成孔稳定性的角度,按设计图纸要求,采取跳二挖一的方式开挖桩孔,也就是两边先开挖然后再中间开挖的顺序进行施工。按照设计,严格施工。采取人工挖孔方法进行抗滑桩桩坑的施工,出渣的提升采用电动卷扬机,作为挖孔桩护壁,采用20cmC20钢筋混凝土。挖孔施工工艺流程如下:
3.4.1孔身开挖及护壁
施工按设计强度要求,抗滑桩琐口混凝土达到强度的75%后,开始挖桩坑,根据地质情况决定桩坑开挖的每天深度。为了保证施工速度,每天开挖深度计划≥10m。开挖后及时施做护壁,护壁厚度为20cm,采用C20钢筋混凝土进行浇注。绑扎护壁与护壁间上、下节以及锁口与护壁的纵向钢筋搭接。
3.4.2孔内通风及照明
一边挖孔一边经常检查孔内的CO2含量,如孔深超过10m或者孔内的CO2含量超过0.3%时,需要机械通风。通过Ф50的塑料管,在地面上用风扇或鼓风机,将新鲜空气不断的运到孔底,井底的空气在中间停工再复工前也需要彻底抽换。每次爆破后,由安全负责人随即进行通风排烟清孔,施工孔内确保无毒后,施工人员再下孔操作。孔内照明采用36V以下的低电压,同时采取照明措施,在渗水和潮湿时,使用防护灯罩或者防水灯头进行必要的防护工作。
3.4.3孔内排水
如果孔内渗水量不大,可以采用人工排水进行排水,当挖到桩底时,可以采用潜水泵进行抽水,在桩位的一角挖一个集水坑(0.6m×0.5m×0.5m);如果孔内的渗水较大,可以一边施工一边抽水。
3.5钢筋安装
连接钢筋采用机械连接直螺纹套筒的方式,由于抗滑桩桩身主筋为Φ32钢筋,直径较大,钢筋需要点焊成束,形成钢筋束。采取在钢筋加工场下料,在桩坑内进行绑扎的方法施工,这样可以克服这些弊端。绑扎中,注意需要错开钢筋搭接长度、位置以及接头等部位的距离。在同一断面内,接头要≥50cm,一般错开35d(d为钢筋直径)距离为宜,同时接头钢筋面积不超过50%的钢筋总面积。按设计及规范,绑扎钢筋成型后,要求进行验收。
3.6桩身混凝土浇注
抗滑桩混凝土为C25,混凝土拌合采取混凝土拌和站方式,按设计图纸要求,运输采用混凝土运输车,混凝土浇注采用串筒,振捣采用插入式振捣器;保证混凝土密实度,防止过振,浇注过程中,每层浇注厚度控制在30cm左右。浇注到顶面后,按要求抹平和修整,同时需要连续进行混凝土浇注,中间因故间断,间断时间不得超过前层混凝土的初凝时间。
3.7挡土板施工
抗滑桩开挖和混凝土浇筑完成后,经过工程师和监理师检查合格后,桩前坡面土体分6次开挖,桩前土采用挖掘机开挖,每次开挖高度为2m。第一个2m坡面开挖完后,立马绑扎挡土板钢筋,安装挡土板模板,然后浇注混凝土。同时钻造锚索孔,锚安制筋、注浆锚孔。按设计强度要求,挡土板混凝土达到75%后,张拉上一级锚索,开挖下一个2m坡面,再进行锚索和挡土板的施工。循环往复,直到全部挡土板施工完成。
4、结束语
总之,喷锚混凝土支护可增强高边坡的整体稳定性,提高高陡边坡岩土的抗变形刚度和结构强度。喷射混凝土的结构设计以及支护措施应根据边坡岩土现状合理选择。施工时,合理选择施工工艺、施工技术以及施工程序,确保喷锚混凝土支护工程质量。
参考文献:
[1]楚笑红,解来承.浅谈水利水电工程高边坡加固治理措施[J].中国新技术新产品.2011(03)
[2]刘克伟.水利水电工程高边坡的治理与加固探讨[J].中国房地产业.2011(03).
[3]雷蕾,谢新生.竹寿水库泄洪隧洞进口高边坡加固方案研究[J].陜西水利.2011(06).