古瓦水电站对外交通工程不良地质路段的施工与防治

杨 波

(葛洲坝集团第二工程有限公司,四川成都 610091)

1 概 述

古瓦水电站对外交通工程地形、地貌为构造剥蚀类型的高原高山区,山体地形多以条形山为主,高程为 2 400～6 240 m。测区内山高坡陡,物理地质作用较为强烈,受地形、地貌、地层岩性、地质构造等因素控制,冲沟水系发育。不良地质状况主要表现为坍塌、岩堆、河岸冲刷、泥石流等。因此,在进行上述路段路基开挖和支护施工中,采取有效措施,做好地质灾害防治工作十分重要。

2 施工与防治

2.1 坍塌区的施工与防治

沿线部分路段高陡边坡上有碎块石或碎块石土覆盖层。坡上冲沟发育,碎石土松散,黏结性较差,在雨水渗透作用下底部土体软化,导致土体承载力降低,上部土层顺基岩面或滑移面移动,导致边坡失稳。路基开挖施工过程中,可能需挖除坍塌区尾缘或一部分,同时会对剩余部分产生扰动,从而破坏其临界状态,影响其稳定性,导致边坡发生坍塌。本标段坍塌区地段沿线分布,总长约2 035 m,施工中采取了以下措施:

(1)坍塌区规模大小不等,影响路基长度大小不一,最长为 525 m,最短为10 m。施工中根据设计图纸、坍塌区规模、外表地形坡度、地质成因、土质及饱水情况进行综合分析,并根据路基通过坍塌区的位置采取了不同的处理措施。原则上对路基影响长度在 200 m以上的坍塌区采取边开挖、边支护的方式。

(2)路基开挖前,对路基上方的危岩及危石尽量清除;必要时,采取嵌补,用干砌片石塞缝,在其外部用浆砌片石封面,或采用锚喷处理,以保证路基上方岩体的自然稳定。

(3)毛路形成后,在大规模开挖路基之前,首先在坍塌区顶面以外设置 1～2条环型截水沟,引出坍塌区顶面的地表水和雨水,不使其继续流入滑动面内。截水沟采用沙浆防渗封面或砌块修筑。对坍塌区坡面出现的裂缝采取填土夯实,以避免地表水和雨水的继续渗入。对位于坍塌区下部的地下水源进行截断和排出,根据地下水出露的高程位置及水量大小采取高位引排、深挖截排等措施进行处理。

(4)路基开挖尽可能迅速,尽量避免在坍塌区内进行爆破作业;如需爆破,采用浅孔、小药量松动爆破和光面爆破,以尽量减少施工对坍塌体的扰动。

(5)路基开挖完成后,立即开始路堑挡土墙的施工,并且争取在最短的时间内完成该项支护工作。待墙体强度达到设计强度的 75%以后,开始墙后背土石的回填,并按设计要求在排水孔处采用透水性好的材料回填,以保证所有排水孔排水通畅。

(6)在坍塌体未处理之前,施工过程中禁止在坍塌体上人为增加荷载,如停放机械、堆放材料、弃土等,以防止坍塌体的加速滑移。

(7)对挖方路基上规模大、埋深大的坍塌体,采用开挖阶梯减载、打桩或灌浆固结等措施处理。

2.2 河岸冲刷段的施工与防治

本标段部分临河路基路段处于硕曲河最高洪水位以下,雨季因洪水顶冲易冲毁路基。根据设计要求,该路段沿河侧需设置浸水挡墙,总长约805 m,施工中采取了以下措施予以防治:

(1)将该路段路基填筑和挡墙施工安排在枯水季节施工,路基填筑和挡墙施工同步进行;在雨季来临前,优先完成河岸冲刷段挡墙施工,并作好接头处的防冲保护措施。

(2)挡墙基础开挖前,沿水流向设置纵向围堰或架设抽水机,以保证基础施工在干地进行。挡墙基础应尽量落在岩基上,并与基岩结合良好。

(3)严格选用符合设计质量要求的块石和水泥沙浆进行墙体砌筑,并严格施工工艺,保证砌体施工质量。

(4)墙背回填采用水稳性和透水性好的材料填筑,以利迅速宣泄墙背积水,从而减少河水涨落对挡墙的动水压力破坏作用。

2.3 岩堆区的施工与防治

本标段部分路段路基座落在硕曲河左岸阶地上,其基础为冲漂积岩堆,岩石块径大约为 0.3～3 m,厚约 1～4 m,具相互架空结构,需进行处理后方可进行路基填筑。该路段总长度约为 1 083 m,沿线分布,其中最长段为 296 m,最短段为 10 m。施工中采取了以下措施:

(1)对长度较短、岩堆厚度较小的岩堆,采取爆破挖除的处理方法。

(2)对长度较长、厚度较大的岩堆,根据地下水位的高低分别采取灌砂法或底部灌浆、上部灌砂的处理方法。

2.4 泥石流段的施工与防治

本标段路段共有四处泥石流分布,具体分布位置桩号为 K 35+790～K 35+805、K 36+525～K 36+530、K 36+672～K 36+679及 K 37+100～K 37+107,均属于雨洪型冲沟泥石流,主要受洪水影响,雨季爆发频繁。冲沟断面大致呈 U字型,沟比降为 6%～10%,沟中堆积物主要为块碎石土,雨季一次性冲出物为 500～1 000 m3,流量约为 40～55 m3/h,流速约为 0.6～0.8 m/s。由于公路线路将从泥石流流通区跨过,设计采用涵洞通过泥石流沟,且在其上下游设急流槽。施工中采取了以下补救措施:

(1)上述四处涵洞优先安排施工,争取在一个枯期内完成涵洞主体工程施工,以便汛期过流。

(2)涵洞基础开挖时,先挖除冲沟中涵洞洞身及其附属建筑物施工范围内的堆积体,避免其在施工中发生坍塌。

(3)岩石基础爆破采用浅孔、小药量松动和光面爆破,以减少爆破对冲沟上下游岩土体的扰动。

3 软土地基的处理方案

本标工程半挖半填区、填挖过渡段路基均采用土工格栅,渗水路基段采用 H W基础防渗板,此段路基长度合计 1 048 m,土工格栅共 9 180 m2,H W基础防渗板共 3 318 m2,属软土地基加固处理路段。

(1)土工格栅的技术标准。

C A T T S G塑料土工格栅每延米拉伸屈服力:纵向≥50 k N/m,横向≥30 k N/m;延伸率≤10%;与填料间的摩擦系数≥0.35。

(2)土工格栅施工工艺。

土工格栅施工工艺为:场地平整→施工放样→格栅铺设→铺第一层土→初压和重压→反卷格栅→检查验收→下一循环。

(3)土工格栅的施工方法

①平整场地:在完成路基其他处治措施后,采用人工配合反铲和振动碾将格栅铺设区域的底层整平并碾压密实。

②格栅铺设:公路沿路基横向铺设格栅。铺设格栅时,注意将格栅间联结并拉直平顺。格栅的纵、横向接缝采用尼龙线缝接成整体,其搭接宽度不小于 20 c m,在受力方向联结处的强度不低于格栅材料的设计抗拉强度。铺好的格栅每隔1.5～2 m用钩头钉固定于压实土面上。

③填 土:在铺完格栅后 48 h内覆盖填筑。每层填筑按“先两边、后中间”的原则对称进行,严禁先填路堤中部。格栅上第一层填土(60 c m以内)采用人工和小型推车渐进式摊铺,并采用轻型压实机具初步碾压;第一层填完后方可采用重型设备进行摊铺和碾压;填筑时,一切车辆和机械仅允许沿路堤轴线方向行驶。

④反卷格栅:在格栅上填土达到预定厚度并经碾压到设计压实度后,将格栅反卷回包 2 m绑扎于上一层格栅上,并用人工修整锚固,在反卷端外侧培土 1 m厚,以保护格栅,防止人为破坏。

⑤循 环:按上述工序完成一层格栅后,按同样方法和步骤进行其他各层格栅铺筑。所有格栅铺筑完成后,即可开始上部路堤填筑。

(4)H W基础防渗板的加固。

①主要性能指标。

H W-103土工布基础防渗板主要性能指标为:

材质:H D P E/H I P S;

颜色:黑色;

单边搭接:15 c m;

双边搭接:10 c m;

厚度:10 m m;

断裂拉伸率:25%/10%;

抗压性:400 k N/m2;

通水量:≥5.6 c m3/s;

工作条件:-40～+80℃。

②施工准备工作。

a.基面整平与验收;

b.清理杂物,凿平基面上的锐利棱角、大颗粒石子及突出岩包;

c.切除基层金属构件并用砂浆抹平;

d.检查基础防渗板质量。

③施工工艺。

a.在铺设基础防渗板时将其贴有土工布的一面面向基础,作为迎水面,利用土工布起到缓冲和滤水作用。

b.定尺选材:所选用的 H W基础防渗板的包装长度应尽量适合作业面设防的周边长度,以避免在短边方向出现搭接缝。

c.铺设并固定基础防渗板:基础防渗板的拼接采用自粘密封方式,搭接宽度不小于 100 m m。在两幅基础防渗板搭接位置粘贴 20 m m宽自粘卷材密封,以确保防渗层整体密封的完整性。

施工中应注意以下几点:

a.基础防渗板搭接时,尽量减少扣接不良和因基层不平而使基础防渗板翘起的问题;

b.搭接缝部位固定完成后,以接缝为中心线粘贴 20 m m宽隧道专用粘霸自粘片进行密封并压实,使自粘片与基础防渗板粘结密封牢固;

c.在基础防渗板铺设过程中,设专人巡查,发现防渗板有破损处时应及时修补,以免留下渗漏水隐患;

d.大面积基础防渗板的铺设亦可将防渗板和土工布分别铺设,先将防渗板铺设好,然后在其面上铺设土工布;铺设土工布要有一定的搭接宽度,防渗板要扣接好。

4 结 语

通过对上述不良地质路段实施有效的防范措施,保障了施工安全,顺利完成了工程任务目标。