旋挖施工工艺在水电站的运用

甸尾3#承包商营地警务站位于云南省兰坪县营盘镇甸尾村，下方的黄登水电站抢险加固工程处在澜沧江流域范围内，边坡地形为斜坡地形，边坡地表主要为残破堆积层，孔隙较大，当遇到强降雨天气时，积水渗入孔隙破坏堆积层，从而出现滑坡现象，图1为边坡典型剖面图[1-2]。

1工程概况

经工程地质条件分析和现场勘查，采用旋挖施工工艺进行抗滑桩设计进行滑坡治理成为优选施工工程方案。抢险加固工程方案按照《水利水电工程施工组织设计手册》实施。该工程主要施工项目包括截水沟、花管桩、挂网喷混凝土、排水孔、边坡清理、抗滑桩、排水沟恢复、过滤块石及石渣回填。相关工程量见表1。

2施工规划

2.1通道及设备布置。根据该工程的工程情况，拟定主要施工通道有上部通道和下部通道。具体布置情况如下：上部通道：主要为3#营地篮球场，鉴于球场外侧已经封闭，因此施工前，需将封闭栏杆割除，待施工完成后，再对其进行恢复，通道宽度不小于5m。下部通道：主要利用已有的营中公路进行材料、设备、人员等运输。施工便道：在后期进行石渣回填施工时，需要在抗滑桩板墙外侧回填一条施工便道，方便石渣运输，便道宽5m，长度约20m，回填工程量约为140m3，施工结束后进行清除。设置安全提示：由于该工程的施工部位位于甸尾营中公路，将对交通有所影响，为了保证交通通畅，在进行抗滑桩施工前，需在施工区域外侧场地进行平整。施工区域外侧布置移动式标准栏杆，C25插筋固定，栏杆总长度约120m，施工区外侧留4m宽单行车道。施工区域上下游布置“施工区域，注意安全”的警示牌，安排专职交通协管员，负责营中公路的交通指挥。办公区域布置：在营地篮球场利用活动板房布置2个现场办公室，分别为现场值班人员办公室和现场监理办公室，单个办公室尺寸为4m×5m。泥浆池布置：根据现场场地情况，在抗滑桩造孔施工时，若由于积水较多等原因造成大面积塌孔，则需要进行泥浆护壁，以保证桩体成型。泥浆在泥浆池进行拌制，泥浆池布置于施工区域上游侧。浆池结构采用浆砌石结构（20cm厚），尺寸为2.5m×2m×3m，浆池容量为15m3，浆站投入卧式2m3泥浆搅拌机1套。供浆管路为DN100钢管，沿施工平台坡脚铺设，总长度约为60m，每10m开一个接口，闸阀控制，泥浆废渣用20t自卸车运至布纠河弃渣场。2.2总体施工程序。该工程的主要项目施工程序和工期，拟定在边坡清理完成后，上下同时进行作业，主要施工程序为：施工准备→截水天沟→挂网喷混凝土→花管施工（抗滑桩施工）→板墙浇筑→过滤块石施工→清坡处理→石渣回填→排水孔施工→排水沟恢复→竣工验收。根据设计图纸，抗滑桩布置于营中公路现有排水沟内侧，桩体为C30钢筋混凝土，桩间距5m，钢筋保护层厚度为50mm，桩体高25m，路面以上高度为2m，共布置12根（可根据后期条件进行适当增加，以设计文件为准），桩体直径1.2m，板墙宽度为0.6m，总长度约为55m。2.3施工进度计划。根据施工总体规划以及现场施工条件，我部拟定甸尾3#承包商营地警务站下方抢险加固工程的施工进度计划见表2。

3施工工艺

抗滑桩分为桩体和板墙两部分进行施工，桩体施工工艺如下文所述：抗滑桩桩体施工：具体施工工艺流程为：场地准备→桩位定测→埋设护筒→钻孔→中间检查→终孔（验收）→清孔→吊装钢筋骨架→安装导管→灌筑混凝土→拆除护筒。场地准备：造孔前期需要完成泥浆池的布置，泥浆池利用M7.5浆砌石进行砌筑，开挖尺寸为2.9m×2.4m×3m（长×宽×高），浆池容量为15m3，M10砂浆抹面，施工时利用3PNL泥浆泵抽取泥浆，经管路至开挖孔进行固壁。相应工程量为6m3浆砌石，32m2砂浆抹面。为了保证泥浆正常的排至沉淀池，拟定利用C15混凝土在抗滑桩施工区域浇筑厚0.1m，宽1.5m的场地，场地外侧开挖0.2m×0.2m的排水沟，M10砂浆抹面，混凝土及排水沟均按2%坡比进行施工，以保证泥浆的正常排出；相应工程量为混凝土12m3，砂浆抹面3.2m2。桩位定测：在进行桩位定测时，需要将桩位中心作为圆心，开挖一个深度大于桩径40cm的基坑，并使用十字中心吊锤法将直径为桩径+18cm的护筒垂直固定在桩位处，达到标准后再进行埋设。护筒埋设：护筒由钢板制成，其中心偏差应小于5mm，倾斜度应小于1％，并且应高于地面50cm。通常情况下，护筒基坑深1.5m，同时需要保证基坑内没有杂物。校正完成后使用粘土将护筒周围埋实，保证护筒在钻进过程中不会出现泥浆漏失以及位移现象。钻孔：桩体开挖采用TR280DS旋挖钻机进行造孔施工，起拔力为430kN，最大钻孔直径2.5m，最大钻孔深度85m。自上游至下游跳孔进行作业。当钻孔作业进行时，钻机需要保持稳定，钻杆需要保持垂直，当钻头下沉到指定深度时，旋转钻斗并对其施加压力，将土挤压至钻斗中，仪表显示筒满时，关闭钻斗底部，将钻斗拉出，并将土堆放在指定位置。施工过程包括钻斗的旋转、削土、提拉、卸土。除此之外，在钻孔时还需要注意以下几点。旋挖钻机钻进时需要控制钻进速度，避免钻进尺度过大导致埋钻事故的发生，钻斗升降速度应保持在0.80m/s，当钻到粉或亚砂时，需要放慢升降速度。在钻进过程中需要保留钻渣样品，并查明土类同时进行记录，便于与设计资料进行核对。当遇到地质情况与设计差异较大时，需要及时报请监理人员以及设计人员，研究处理方式后再进行钻孔。钻孔完成后需要从孔口撤出钻机，防止压塌桩孔。钻口应使用木板等盖好，防止人员或杂物坠落造成安全隐患。为了使下道工序能够正常进行，钻孔完成后应使用铲车将孔口渣土运送到指定位置，场地需要保持干净，为后续施工打下良好基础。单个钻孔深度均需进行检查验收，现场确定造孔深度后，方可停止钻孔施工。成孔检查：当钻孔完成后，需要对孔径、竖直度以及孔型进行检查。孔径检测工作是在成孔后并且下入钢筋笼前进行，使用准20的钢筋制成的笼式探孔器插入孔内进行检测。在检测时，需要将探孔器吊起，孔中心需要与起吊钢丝保持一致，探孔器下降时需要保持缓慢，上下通畅无阻则表示孔径、竖直度以及孔型符合标准。孔深以及孔底杂质使用标准测绳进行检测，测绳应经校验过的钢尺进行校正。测法如下：将符合灌注桩高度的测锤缓慢沉入孔中，通过人的手感探测沉渣顶面的位置，施工孔深与测量孔深之间的差即是沉渣厚度。清孔：当钻孔达到设计标准并检查合格后，需要进行清孔工作。清孔工作的主要目的是使孔底沉渣厚度符合设计标准，清孔完成后需要及时进行下道工序，避免孔形成后拖延时间较长导致坍孔的现象发生。吊装钢筋骨架：钢筋材料在钢筋场进行制作，利用5t载重汽车将钢筋运至工作面，现场焊接制作钢筋笼，25t吊车吊装至抗滑桩，20t汽车吊配合，使钢筋笼就位。安装导管：导管由壁厚6mm无缝钢管制成。导管的直径取决于每小时浇灌的混凝土量以及桩径，初步选择为200cm，施工时，可根据施工条件进行调整；导管的分节长度需要按照标准进行设计，通常情况下为3m，导管上端使用0.5m的几节短管对导管的长度机型调节，管底距孔底30cm，导管连接方式主要使用法兰盘、活接头螺母等；使用橡胶“O”型密封圈或厚度为4~5mm的橡胶垫圈进行密封，防止漏水或漏气的现象发生。拌制泥浆：质量良好的泥浆能够提高成槽时孔壁的稳定性，同时能够影响混凝土浇筑质量。在抗滑桩的状体开挖及混凝土浇筑施工中，采用粘土或膨润土泥浆护壁。该工程采用2.5m3卧式搅拌机按试验确定的泥浆配比进行泥浆的制备，配制泥浆时根据现场实际的需要，添加适量泥浆处理剂，粘土（膨润土）泥浆配比及性能要求参照相关规范。灌注混凝土：该工程主要使用导管灌注法进行混凝土灌注，即使用封闭连接的导管作为混凝土输送通道，导管下部埋入混凝土适当深度中，使混凝土能够从下向上连续进行灌入，逐步形成桩身。在进行首批混凝土灌注作业时，导管埋入混凝土深度应大于1.5m。首批混凝土灌注正常后，应连续不断的进行混凝土灌注，灌注期间不能停工，同时两次混凝土灌注间隔应小于30min。在进行混凝土灌注作业时，需要使用测锤对混凝土上升的高度进行探测，并适时的进行导管拆卸以及提升工作，合理保持导管的深度。通常情况下，探测次数不应少于所使用的导管节数，并在导管每次起升前探测一次管内外混凝土面高度。当出现缩径以及局部超径严重等特殊情况时，需要增加探测次数。另外，混凝土灌注的上升速度应保持在2m/h以上。灌注时间应保持在埋入导管中的混凝土不失去流动性的时间之内，当流动性较低时可掺入适量的缓凝剂。在进行灌注时，当导管内混凝土中含有空气时，后续的混凝土应使用溜槽缓慢灌入漏斗以及导管中，不能将混凝土从漏斗上直接灌入管中。检查验收：在抗滑桩状体混凝土浇筑完成后，为了保证混凝土的浇筑强度，对施工状体进行强度检测，检测采用SET-CWW-01无线非金属超声波检测仪进行，检测数量为10%。检测需提前联系监理现场进行作业，并做好检测数据，上报监理。

4结语

本文针对复杂滑移地质结构采用旋挖施工抗滑桩的施工工艺、方法进行了介绍，通过本文研究说明采用旋挖钻孔机施工抗滑桩具有施工效率快、成桩速度快、施工简单等优点，使施工质量达到了优良标准，并为类似工程施工提供了技术指导。

参考文献

[1]娄诗建，贺宏涛.石坝河水库下游边坡抗滑桩支护加固方案研究[J].水利建设与管理，2020，40（3）：29-33.

[2]韩亚东.抗滑桩技术在新疆某水电站边坡支护加固中的应用[J].水利技术监督，2017，25（4）：119-121.

作者:张镇平 单位:昆明华正工程管理有限公司