乌弄龙水电站灌浆排水洞开挖高边坡溜渣槽的布置与设计

郑 祥， 税 先 祥， 吴 俊 丽

(中国水利水电第七工程局有限公司 第一分局，四川 彭山 620860)

1 概 述

乌弄龙水电站大坝为碾压混凝土重力坝，最大坝高130.5 m，坝顶高程1 909.5 m，建基面高程1 779 m，坝肩均属高陡边坡。根据整体灌浆规划，分别在左右岸边坡布置了九条灌浆平洞，其中，4#灌浆排水洞布置于右岸坝肩槽1 855 m高程，全长285.35 m，开挖断面尺寸为380 cm×450 cm(宽×高)，9#帷幕灌浆洞布置于消力池尾部右岸边坡1 840 m高程，全长53.44 m，开挖断面尺寸为380 cm×450 cm(宽×高)。因该工程右岸无施工通道且未考虑布置交通隧洞，致使4#、9#灌浆洞工作面悬于高空，安全风险突出，加之其与下部坝基开挖干扰以及进度要求，必须采取既能满足高边坡灌浆洞开挖出渣，又不影响下部坝基开挖的方案予以解决。笔者结合设计图纸及现场综合因素，采用布置溜渣槽方案，解决了上述施工难题。

2 高边坡溜渣槽的布置

该工程灌浆洞开挖宽度为3.8 m，考虑人行通道及出渣装载机的必需工作面，仅能布置1条溜渣槽系统。受4#、9#灌浆洞周边空间位置限制及灌浆洞结构特性，在4#灌浆洞布置了一条偏向上游的溜渣槽系统，在9#灌浆洞布置了一条偏向下游的溜渣槽系统。

溜渣槽系统主要由洞口钢平台、受料斗、溜渣槽及其支撑排架和溜渣槽下口挡渣墙组成。溜渣槽布置坡度按60%～75%控制，布置情况见图1。

3 溜渣槽设计

3.1 钢平台结构设计及其支撑结构设计

钢平台顶部高程与灌浆洞底板开挖高程一致，长6.8 m，宽2.75 m，由下部钢结构、上部钢板和防护栏杆组成。钢结构由8榀16#工字钢钢桁架组成，间距1 m，钢桁架之间采用10#槽钢连接成整体，钢结构上部铺设σ=10 mm花纹钢板。钢平台平面布置情况见图2。

钢桁架斜支撑和立杆采用2φ28 mm、L=2 m锚杆进行锁脚，锚杆入岩1.5 m，外露0.5 m，锚杆通过注浆方式进行锚固，部分马道缺失部位将该处工字钢延伸并浇筑C25混凝土固定，以保证钢桁架与边坡和马道接触牢固。斜支撑和立杆工字钢底部根据实际地形浇筑C25护脚混凝土，其高度不小于30 cm。

钢平台临边侧外缘采用标准防护栏杆进行防护，高度1.2 m，下部60 cm采用马道板进行封闭，同时在距临边侧30 cm处再设置一道防撞杆，高30 cm，防撞杆和支撑采用φ100钢管焊接形成，支撑间距1 m，支撑与底部钢板焊接牢固。

图2 钢平台平面布置图(单位：cm)

3.2 溜渣槽料斗及其支撑结构设计

溜渣槽料斗容积为3.5 m3，上口为200 cm×150 cm长方形，下口为80×80 cm方形，高150 cm。料斗钢板厚度为5 mm，料斗布置有加劲板、支撑板等结构，具体情况见图3。

图3 溜渣槽料斗设计图(单位：cm)

溜渣槽料斗支撑结构由基础+立柱等结构组成。基础共4个，料斗4个边角各一个，基础尺寸为长50 cm，宽50 cm，高50 cm，由C25混凝土+锚杆(单个基础4φ28 mm，插筋入岩150 cm，外露50 cm，立柱布置φ16/22 mm主筋，纵筋为φ16，横向筋为φ22，间距25 cm+锚板(2 cm×30 cm×30 cm)组成，锚板与锚杆焊接固定(图4)。

立柱分别置于岩石面基础上，与锚板焊接。每组立柱(柱肢)由1根φ108钢管构成，立柱高度约为6 m/4.5 m。每面相邻之间立柱均采用∠63×5 mm角钢作为缀条，利用节点板将柱肢与缀条焊接连接牢固，每1.5 m高布置一组缀条。柱脚与锚板以及柱头与料斗支撑板均采用焊接连接并设加劲条加固。立柱和料斗焊接完成后与钢桁架焊接成整体以保证其整体稳定性。 溜渣槽料斗支撑结构见图5。

图4 溜渣槽料斗与基础锚板连接图

图5 溜渣槽料斗支撑结构图

3.3 溜渣槽及其支撑结构设计

溜渣槽标准节截面为80 cm×80 cm正方形，每节溜渣槽长1.5 m，每节溜渣槽采用焊接连接成整体。溜渣槽槽身均采用刚性材料，底面采用12 mm 16Mn锰钢板，两侧面及顶面采用5 mm Q235普通钢板。每面钢板之间采用满焊并布置角钢加固。

溜渣槽槽身支撑加固采取与边坡支护排架相结合的形式，即溜渣槽支撑利用边坡支护脚手架+新增支撑杆件进行加固，溜渣槽两侧及底部均与新增10#槽钢或架管焊接，新增10#槽钢或架管间距按照1 m布置，溜渣槽底部新增支撑10#槽钢与边坡锚杆牢固焊接形成整体，同时在边坡支护脚手架溜渣槽外边缘设人行通道，宽80 cm，并设1.2 m高扶手，人行通道及溜渣槽下部脚手架层面满铺马道板防护。溜渣槽身支撑结构见图6。

图6 溜渣槽身支撑示意图(单位：cm)

对于溜渣槽槽身段无边坡支护脚手架的，采取在边坡浇混凝土基础+预埋锚板+槽钢立柱简易门架的形式进行支撑。该工程通过计算，采取10#槽钢双拼作立柱，立柱顶部设置16#工字钢作横梁的简易门架作支撑，门架顺溜渣槽溜渣方向2 m一榀，单榀门架槽钢立柱间距1 m，门架底部与边坡基础混凝土预埋钢板牢固连接形成整体，单个基础由C25混凝土+锚杆(φ28插筋入岩1.5 m，外露0.5 m)+锚板(20 mm×200 mm×200 mm)组成。支撑形成后，其立柱之间采用∠63×5 mm角钢作为缀条，采用节点板将柱肢与缀条焊接连接牢固，每1.5 m布置一组缀条。柱脚与锚板以及立柱与溜渣槽均采用焊接连接且布置加劲板连接。

3.4 挡渣墙结构设计

挡渣墙一般采取堆码钢筋石笼和浇筑混凝土的方式形成。根据工程特性及场地限制，该工程采取在溜渣槽下口临坝基作业面侧堆码了3层2 m(长)×1 m(宽)×1 m(高)的钢筋笼作挡渣墙，挡墙顶部高出溜渣槽下口1 m，钢筋石笼底层布置3排，第2层2排，顶层1排，效果良好。

4 结 语

该工程通过采取搭设高边坡溜渣槽，解决了高边坡悬空灌浆洞开挖上下交叉干扰的难题，保证了其下方坝基开挖的安全，确保了灌浆洞和坝基的正常施工，加快了施工进度。