老虎嘴水電站施工中對坡積體穩定采用高壓控制性灌漿鋼管抗滑樁處理方案淺析

索朗仁增

(西藏電力有限公司巴河發電公司，西藏林芝 860000)

1 概述

西藏林芝巴河老虎嘴水電站工程在導流洞、泄洪洞進出口開挖施工過程中，其上部邊坡坡積體出現裂縫，為確保開挖施工正常進行，防止裂縫進一步擴張和惡化，保證坡積體穩定，根據右邊坡的實際情況，設計單位提出了采用大開挖錨索錨固和削坡卸荷抗滑樁方案，經過工期、費用比較后，最終選用了削坡卸荷鋼管抗滑樁方案。對邊坡及時進行了削坡卸荷，對出現裂縫的坡積體進行了高壓灌漿鋼管樁抗滑處理，效果較佳。

2 鋼管抗滑樁的工藝原理

高壓鋼管抗滑樁是在邊坡治理中比較常用、施工周期較短、對滑坡體治理較為有效、經濟的辦法。其原理是用鉆機以一定傾角從滑坡體表向山體內鉆孔，孔底部分入巖一定深度，一次性成孔后安放加工好的鋼管及錨固膜袋后通過高壓注漿管向管內注水泥漿，漿液通過鋼管上有規律的孔向周圍土體滲透，再通過擠壓、劈裂和固化等方式，使樁周一定范圍內的土體得到加固，形成鋼管+水泥漿+土的復合體，從而改善鋼管樁的受力情況。若干個、以一定間排距布置的鋼管樁頂部用工字鋼梁相互連接固定，形成一個超靜定框架結構成為排樁，使單樁懸臂受彎改為整體承受彎矩，以增加排樁的整體穩定性和抗彎、抗扭能力，與樁周的改良土體共同起到抗滑作用。

在高壓控制灌漿鋼管樁施工過程中，水泥漿進入灌漿加固段時已成為速凝的水泥漿凝膠體，其本身已失去流動性，在加固段內受灌漿壓力作用后，僅產生剪擠推壓作用，而不產生液壓流動滲透力。其優點為:(1)常規水泥灌漿的串冒水泥漿問題和不易提高灌漿壓力問題被較好的解決;(2)水泥漿凝膠體呈固態特性，在加固段內只產生剪擠、置換斷層泥和壓密壓實作用，不但能大幅度提高斷層破碎帶的C值、f值和E值，獲得好的處理效果，而且能夠節約漿材，有效降低工程成本。

剪擠灌漿時可選擇使用較高的灌漿壓力。凝膠體呈固體力學特性，高壓灌漿壓力產生的附加推剪力可分解為水平力Fx和垂直分力Fy。Fy力被孔內錨固的雙塞結構和上塞錨固力平衡，能消除對滑移體產生的下滑作用;Fx水平分力在滑坡體內相對呈內力形式，不產生下滑副作用，這樣不但能選擇非常高的灌漿壓力，達到好的加固效果，而且消除了大家所共同關心的灌漿壓力會抬動、推移地層的顧慮。

3 鋼管抗滑樁施工方案

對于導流洞、泄洪洞進出口上部右岸邊坡坡積體內出現的裂縫采取的處理措施為沿原山間小路兩側布置兩排灌漿鋼管樁。即:先沿山間小路搭建6 m寬、1.5 m高的鉆機平臺，采用MD－70型和MD－80型錨桿鉆機采用φ146偏心跟管鉆進工藝施工，鉆孔一次成孔。成孔后，在孔內下設φ108鋼管，鋼管兩端安裝灌漿膜袋，中間部位鉆φ10孔灌漿。

上排鋼管樁樁距1 m，與水平方向成22°角，鋼管外露1 m，深入完整基巖不小于5 m;下排鋼管樁樁距1 m，與水平方向成45°角，鋼管外露1 m，深入完整基巖不小于5 m;上下排鋼管樁排距1 m，梅花型布置，鋼管外露部分焊接I20鍍鋅工 字鋼縱橫連接(圖1)。

圖1 高壓控制性灌漿鋼管樁抗滑處理工藝示意圖

4 鋼管抗滑樁的施工工藝

4.1 鉆孔編號

編號中:G為灌漿鋼管樁;a為施工排號，1表示上排灌漿鋼管樁;2表示下排灌漿鋼管樁;b為施工孔號，按從下游到上游用自然數1、2…表示。

4.2 灌漿材料

水泥:使用高爭水泥廠生產的P.O 42.5普通硅酸鹽水泥。

水:施工用水采用經過實驗檢驗符合混凝土工程使用要求的巴河河水。

化學材料:灌漿過程中使用經過檢驗合格的、5%～8%的水玻璃作為化學控制液。

4.3 制漿與送漿

根據現場施工條件，在導流洞支洞入口(3 242 m高程)處設制漿站及水泥庫房150 m2，制漿站內設一臺高速攪拌機拌制漿液。由于制漿站距施工面較遠，需在3 327 m高程平臺處設漿液中轉站50 m2，制漿站拌制漿液后用3SNS灌漿泵送至中轉站，再由中轉站往施工平臺送漿。

4.4 灌漿方式

由于抗滑處理部位有大量松散體且邊坡存在變形錯動，采用70型錨索鉆機φ146偏心跟管鉆進，鉆孔一次成孔。成孔后，在孔內下設φ108鋼管，鋼管底部距孔底50 cm;鋼管中間部位鉆設φ10孔灌漿，以保證中間充填擠密段的灌注效果;兩端安裝錨固膜袋(圖2)。

圖2 高壓控灌鋼管樁下設工藝圖

通過孔口鋼管外壁與孔內壁之間設置的2根灌漿管依次對進口封堵及底部錨固段的壓漿膜袋進行純壓式灌漿，灌漿壓力為1～1.5 MPa，灌漿采用0.8∶1的水泥漿液(圖3)。

進口封堵及底部錨固段灌漿結束并形成錨固預應力后，再通過孔口鋼管內設的1根高壓灌漿管進行鋼管中間充填擠密段的高壓灌漿，鋼管孔口加塞，灌漿段壓力為2～3 MPa，灌漿采用0.8∶1的水泥漿液，摻加5% ～8%的控制液，水泥固結體控制直徑不小于30 cm(圖4)。

4.5 灌漿機具

采用3SNS灌漿泵結合高壓化學灌漿泵灌注。

4.6 灌漿結束標準

當灌漿段灌漿壓力已達設計要求值、注入率≤5 L/min時，持續灌漿5 min即可結束該段灌漿。灌漿過程中注入率較大時，采用間歇灌漿方式予以處理。

圖3 高壓控灌鋼管樁錨固工藝圖

圖4 高壓控灌鋼管樁灌漿示意圖

4.7 灌漿記錄

為保證灌漿記錄準確真實，采用自動記錄儀和現場手工記錄同時進行，隨時比對，以便必要時對自動記錄儀進行校驗、調整。每次灌漿前，必須用壓水方法對記錄儀進行校驗。漿液濃度采用比重計隨機檢測。

5 鋼管抗滑樁的施工管理和質量驗收

5.1 施工安全管理

(1)鋼管樁施工之前，對每個班組進行技術交底和安全交底，使每個工人都牢固樹立質量和安全意識。

(2)嚴格按照施工組織設計批復要求做好安全防護措施，架設平整寬敞的施工通道，嚴格檢查施工照明、風管、漿管等設施。架設醒目的安全標識標牌。

(3)定期對機具、用具進行檢查，嚴禁老化帶病的設施在工地使用。

(4)鉆機就位、開鉆、鋼管加工安放、注漿等每道工序均應有安全員監督指導。

5.2 施工質量管理

施工過程中，嚴格按照上述施工方案、工序進行質量控制。首先采用全站儀測量放線，以保證孔距、孔斜。鉆機就位前加固好鉆機工作臺，確保孔位不偏移和施工安全。造孔、下管后驗孔深，保證設計深度，花管部分用透明膠包裹，避免孔內進泥土。錨固膜袋安裝時注意注漿管暢通和錨固膜袋位置準確。注漿要注意注漿壓力、注漿時間、漿液濃度、控制液的用量。做好灌漿記錄，控制好注漿量，既要滿足灌漿質量和灌漿壓力，同時控制好灌漿量，做到安全、經濟。

5.3 質量驗收

注漿鋼管抗滑樁的質量控制主要是在過程中的控制和檢查，按照質量控制程序進行三檢制驗收，主要驗收項目為孔位、孔深、孔斜、鋼管焊接、花管出漿孔、錨固膜袋安裝、注漿管的暢通和排氣，注漿壓力、時間要滿足設計參數。

6 結語

在本次邊坡處理過程中，雖然地質條件復雜，但通過方案優化、專家咨詢、費用比較、工期比較、安全措施比較等多方位的管理程序，使得本次右邊坡高壓鋼管樁施工工程能夠在預定的方案、費用、工期范圍內安全、如期完成，通過抗滑樁的作用，現場未出現任何不良情況，有效克制了滑坡體的變形失穩，增加了滑坡體的穩定性，使樁前滑坡體達到穩定狀態，保證了高邊坡的安全，使導、泄洞進出口開挖能夠順利進行，開挖面的支護跟進后洞挖掌子面形成，按照既定工期節點正式進入了洞身段開挖施工，達到了坡積體永久穩定，保證了工程安全，取得了預期效果。

［1］建筑地基基礎工程施工質量驗收規范，GB50202－2002［S］.

［2］建筑樁基技術規范，JGJ94－94［S］.