旁多水庫泄洪洞及導流洞出口和廠房后高邊坡施工

摘要：隨著我國社會經濟水平的不斷提高，西藏水利水電工程建設在規模上、數量上都達到了建國以來的最高水平；本文結合西藏旁多水庫泄洪洞出口和廠房后高邊坡施工、機械配置、質量控制、以及植被砼植草新技術，總結出適合高海拔地區不同地質條件下，使高邊坡沖刷巖石在短期內通過植被砼恢復綠色景觀，供大家在類似工程施工中借鑒或參考。

關鍵詞：水利工程；高邊坡處理；生態植被砼；施工新技術

1、設計情況

泄洪洞及導流洞出口邊坡上緣開口高程4285m，出口底板高程4026.5 m，邊坡高度達260m，每隔15m設一寬2m的馬道，長度約300m，平均開挖寬度370m。其中高程4080m處有樞紐永久公路通過，公路以上邊坡高約205m，設計土質開挖坡比1：1.5，巖石開挖坡比1：0.8。

2010年8月，泄洪洞出口公路以上邊坡出現大面積滑坡，塌方量約9萬m3，塌方體后緣山坡出現縱向張裂隙，高程4300m覆蓋層厚度可達30m。為此，設計單位根據施工現場地質變化情況，對設計方案進行了多次論證，確定邊坡采用錨索加固方案。即：在公路樁號K0+680～K0+388m區段，公路以上、以下各布置4排錨索，間距6m，單束錨索提供1000KN的錨固力；廠房后山坡高程4075～4041m馬道邊坡及以下，根據巖石節理和不利分布情況，布置常規預應力錨索。并對該區域的土保持方案進行了更改，在施階段采用植被三維網和植被砼措施。

2、施工難點及對策

⑴材料運輸、設備布置困難，支護材料和機械用油等全靠人工搬運至工作面；

⑵地質條件復雜，滑坡部位巖石完整性差，巖體厚度有限，要嚴格控制爆破，以便最大限度減少對外側巖埂的破壞，否則易造成邊坡開裂、松動，難以施工。

⑶由于該部位為滑坡帶，開挖爆破技術難度大；為保證邊坡穩定，宜安排在汛前完成所有項目的施工。為保證安全，支護與開挖宜交替進行，但由于塌方造成處理進度遲緩，同時由于塌方不能再按設計要求逐層開挖支護。施工過程中存在一定的安全隱患，為此需要加強監測。

⑷該部位下方為導流洞、泄洪洞及廠房后邊坡施工區域，為不滯約其它工作面施工，需加快施工進度。存在著工期緊，任務重、施工干擾多等困難。

⑸邊坡開挖施工與泄洪洞及泄洪兼導流洞出口工作面施工存在立體交叉作業，安全隱患極大。對策：邊坡開挖前先在下游設置兩至三道擋渣坎或擋渣溝，每15m高差設置一道，通過擋渣坎減緩滾石的勢能，并將滾石擋在擋渣溝內。

⑹由于塌方前已開挖至EL4085m高程，重新組織設備對原邊坡進行二次開挖施工，施工難度加大。對策：修筑供反鏟通行的臨時道路至開口線，采用反鏟拉槽、推土機推渣進行翻渣施工，施工通過人工運輸。

3、施工場地布置

施工場地布置以緊湊實用、經濟合理、利于施工、便于管理，并嚴格執行國家有關安全、環保等方面的規定。

⑴公路以上道路設置：按照現有地形，從公路樁號0+700處起坡，向下游山體內側方向修筑寬度10m的施工便道至高程4130m，坡度為7%，長度約500m，作為開挖出渣及擋墻施工材料運輸的主要通道。

⑵公路以下道路設置：沿泄洪洞下游側在高程4036m處修路至4080m，高程4036m以下利用現有道路進行施工。

⑶由于施工區部位狹小，擬將原支護材料、設備撤出施工作業面，為開挖工作做準備。為加快施工進度，在保證反鏟能順利通過的情況下，需提前拉運水泥、鋼筋網、錨桿等支護材料并合理堆放到馬道側。

4、施工方法及步驟

⑴土方開挖

施工程序：從邊坡開口線高程4290m～地面4036m分15個臺階開挖，基本按每15m高差設置一個開挖條帶，每30m高差設一道擋碴坎。開挖時，按自上而下分層開挖，邊挖邊削坡，人工配合修整邊坡。同一層面開挖施工，按照“先土方開挖，后石方開挖，再邊坡支護”的順序進行，使開挖面同步下降。開挖主要采用挖掘機、推土機向下翻渣，接近設計坡面時，采用人工整修。

在開挖施工過程中，根據施工需要，經常檢測邊坡設計控制點、線和高程，并在邊坡地質條件較差部位設置變形觀測點，定時觀測邊坡變形情況，如出現異常，采取應急處理措施。開挖區域清理完，按設計要求施工邊坡上部排水溝。

⑵石方開挖

石方開挖按6～8m分層，開挖采用深孔梯段爆破法，設計開挖線采用預裂爆破，主爆孔和緩沖孔采用CM-351型液壓潛孔鉆及YT-28手風鉆配合造孔；預裂孔用QZJ-100B輕型潛孔鉆造孔。用反鏟挖掘機、自卸車進行出碴。

1）梯段爆破施工

①鉆孔：以CM-351型液壓潛孔鉆機為主，QZJ-100B型輕型潛孔鉆機為輔。

②裝藥、聯網爆破：主爆破孔、緩沖孔均使用乳化藥卷，采取連續不耦合裝藥。梯段爆破采用微差爆破網絡，采用分段非電毫秒雷管連網，電雷管起爆。分段起爆藥量按技術規范控制，梯段爆破最大一段起爆藥量≯300kg；臨近建基面時，最大一段起爆藥量≯100kg。

2）預裂爆破施工

為使開挖面符合設計輪廓線，保證坡面基巖的完整性和開挖面的平整度，在邊坡開挖施工中采用預裂爆破技術。

①鉆孔：采用QZJ-100B輕型潛鉆機，孔徑φ90mm，孔間距0.8m，每級馬道分兩次爆破。

②裝藥、聯網爆破：選用乳化炸藥，采用不耦合空氣間隔裝藥結構，線裝藥密度根據爆破試驗確定。預裂爆破起爆網絡采用非電導爆系統，導爆索傳爆，起爆方式同梯段爆破。預裂孔起爆時間應超前主爆孔100ms以上。爆破參數以爆破試驗為準，并在施工中根據爆破效果隨時調整。

⑶保護層開挖

保護層開挖擬采取水平光爆剝離施工方案。工藝流程：抽槽成形工作面→測量放樣→造水平光爆孔、主爆孔→驗孔→裝藥爆破→石碴清理→基礎面沖洗→基礎面驗收。

1）爆破安全設計

本工程施工期，還有其它標段正在進行施工，為避免爆破給周圍人員和其它建筑物造成影響，需對其進行爆破安全設計。

①爆破振動控制：根據試驗控制最大裝藥量23kg，均小于允許值64kg。

主要控制措施：采用微差爆破、預裂爆破、限制爆破最大用藥量。

②爆破飛散物控制：根據《爆破安全規程》規定，對深孔爆破，其個別飛散物的最小安全允許距離200m，但本工程開挖區距右壩肩場內公路不到100m，飛散物控制在100m以內。

主要控制措施：合理設計炮孔位置、控制裝藥量；保證堵塞長度和密實度質量；采用不耦合裝藥和毫秒微差起爆等；正確選擇起爆順序。

③爆破空氣沖擊波及噪聲控制：在爆破作業中，雖然炸藥的能量用于介質的破碎、拋擲及內部產生地震波，噪聲傳播，對人體心理和生理產生一定影響。

主要控制措施：合理確定爆破參數、不允許用裸露藥包爆破、當鉆孔實際位置與設計不符時，控制最小抵抗線和單位耗藥量。

⑷預應力錨索施工

①壓縮分散型錨索施工程序：鉆孔、錨索制安、錨墩澆筑、錨索灌漿和錨索張拉及鎖定。1000KN預應力錨索（長35m）鉆孔采用YG-80型錨固鉆機在腳手架上進行。錨索入孔前，采用高壓風水沖洗鉆孔后，人工將錨索徐徐送入孔內，索體就位后，及時將錨索外露部分包裹，以防污損。

錨墩砼澆筑：水平運輸采用砼罐車，垂直運輸采用溜槽、提升架等方式，將砼運輸至各澆筑工作面，人工入倉，振動器振搗密實。

采用SNS系列灌漿泵全孔段一次性有壓循環灌漿的方法，自孔底由下向上進行錨索灌漿。當錨墩砼及水泥砂漿強度達到設計要求后進行張拉，壓縮分散型錨索可采用單根預緊、單根循環張拉對稱施工的方式進行。測定單根達到設計要求后鎖定結束。

②常規錨索施工程序：鉆孔、錨索制安、注漿、錨墩澆筑、張拉、封孔注漿、外部保護。錨索鉆孔、制安及砼澆筑同前，安裝完成后可采用排氣注漿法注漿。錨索張拉采用整體分級張拉的程序，張拉完成后進行封孔注漿。注漿結束后，剪去多余部分，外露50㎜長鋼絞線，在其外部包裹水泥砂漿保護層。

⑸ 噴錨支護施工

錨桿鉆孔（入巖5m）采用手風鉆造孔，完成鉆孔清洗后，人工將錨桿送入孔內，自孔底由下向上進行錨桿灌漿。采用強制式砼攪拌機拌制，砼噴射機進行邊坡噴砼施工。

質量保證措施：檢查鉆孔孔位角度及深度、檢查沖孔質量、檢查原材料及水泥砂漿比、檢查注漿管是否插至孔底、檢查插入錨桿后，孔口是否用砂漿封實。

⑹ 漿砌石排水溝施工

排水溝施工在公路以上坡面形成后進行，施工程序為：施工放線→開挖基槽→清理坡面、檢平基底→ 砌石砌筑→勾縫抹面→灑水養護。

1）材料準備

砌筑采用的砂、石骨料必須滿足施工技術設計和規范要求。水泥、砂石骨料采用自卸車運至4080m公路平臺后，再用當地百姓馬匹馱運至砌筑工作面。砂漿采用人工現場就近拌制，手推車供漿，砂漿配合比通過試驗確定。

2）施工方法

排水溝砌筑施工分段作業，在基礎地質變化處設置伸縮縫或沉降縫。砌筑前測量放樣，砌筑時水平、垂直雙掛線施工，要求線形順適、砌體平整，確保設計規格砌筑。砌筑前石料用水濕潤，大面朝下，擺放平穩，砌體上下層錯縫砌筑，外圍定位行列和鑲面石長短相間地與里層砌塊咬接，砌縫寬度適當，搭接良好，表面平整，砂漿飽滿，勾縫認真均勻，平順美觀。

施工要求：①石料強度必須>30MPa，砂漿或砼的配合比符合試驗規定。②砌石分層錯縫，漿砌時坐漿擠緊，嵌填飽滿密實，不得有空洞。③墻背填料、沉降縫、泄水孔的位置和數量符合設計要求。④砌體堅實牢固，勾縫平順，無脫落現象；沉降縫整齊垂直，上下貫通。

⑺ 水土保持 （采用生態植被砼施工技術）

西藏旁多水庫工程地處海拔4100m以上，植被生態環境脆弱，對于石質、砼邊坡無植物生存條件，是高邊坡生態治理的難點。按水土保持技施設計方案，泄洪洞出口邊坡及永久公路以上一級馬道邊坡范圍內采用植被砼，其余均采用三維網防護，措施面積10.35km2。據科學試驗證明，噴混植生新技術尤其對不宜植生的惡劣地質環境，如礫石層、軟巖、破碎巖以及較硬的基巖石，有著明顯的效果，噴混植草灌（植被砼）噴射厚度為8-10cm。

主要施工程序與工藝：坡面清理→覆土→掛網、錨固→基材配制→噴混植灌木草→草灌籽選擇→覆蓋→養護管理。

先在巖石坡面上打錨桿并掛上高強度鍍鋅機編網以防護邊坡，再在網上噴射有機植生土，使坡面形成一個有機的整體。由于噴混層中敷設成網格狀，植生帶直接提供植物所需的水分和養分，經過養護后，從有機質砼中長出的草能覆蓋整個坡面，達到植被生長綠化目的。

5、結論

本工程開挖、支護工程量大，而且支護種類較多，包括：錨桿、錨筋樁、噴射砼、預應力錨索、鋼筋制安等施工項目。由于受客觀條件的制約，按照設計要求先進行“植被三維網、植被砼”水土保持措施試驗，通過試驗對兩種植物措施的效果進行分析對比，并優選效果好的植物草播種，施工后效果特別顯著。

主要體現在：①長效性：使用土壤和植物種子與水泥組成的植生砼，長期有利于植物的存活與成長。②適宜性：對地質條件比較惡劣的坡面，噴混面形成之后，改善了原坡面的土質，適合植物生長條件。③既有水土保持功效，又能代替噴漿護坡，達到景觀綠化雙目的。④植被三維網施工操作方便。正常氣候，從種植到生長需3個月時間。

建議施工期宜選擇在春秋兩季適宜時實施，成活率更高。

參考文獻

[1] 西藏旁多水利樞紐工程初步設計報告中水東北勘測設計研究院.2009.11.

[2]《四川水力發電》2007年第S2期瓦屋山水電站植被砼施工技術（作者：竇文斌）

[3]建設工程教育網2010.3.22 邊坡綠化的幾種施工工藝

作者簡介：

朱田勝（1964-），男，行政職務：總工，職稱：高工，研究方向：從事水利水電工程設計、施工與管理。