新疆ABH 某进水塔不良地质处理与施工

2020-12-23 09:38
山西水利 2020年7期
关键词:覆盖层高程锚杆

徐 伟

(新疆伊犁河流域开发建设管理局,新疆 乌鲁木齐 830000)

1 工程概况

1.1 进水塔

ABH 某进水塔位于某坝址上游左侧,发电引水洞进口和排沙洞进水口布置在同一进水塔。进水塔边坡为阶梯型,分七级开挖,第一级马道高程为EL 1 233.0 m,七级底板高程为EL 1 157.5 m,全高75.5 m,边坡坡比为1∶0.25~1∶0.7。主要施工内容包括混凝土截水沟、马道混凝土排水沟、土石方开挖支护、锚喷支护及1 000 kN 锚索(单根长度有 30 m、25 m)等。

1.2 进水塔基础地质情况

2019 年4 月10 日,进水塔边坡开挖已经按原设计开挖完成。实际开挖揭露的岩石覆盖层界线,与前期勘察成果存在一定差异,进水塔轴线揭露的基岩覆盖层界线的高程为1 153.9 m,岩性为石灰系中统冬图津河中亚群第一段(C2dnb-)a大理岩化灰岩,以弱风化为主,岩体质量可基本满足承载要求。在进水塔下游边缘拐点处,为第四系坡崩积(Q4d1+co)l碎石土,无法满足承载要求。经补充勘察,前沿角点覆盖层最深处达13.5 m(自基础开挖底面1 157.5 m 算起)。

在进水塔基础角点进行钻孔。孔深0~7 m(高程1 160.88—1 153.88 m)为第四系全新统坡崩积块石、碎石及碎石土,岩性主要为大理岩及凝灰质砂岩,分选差、棱角状、较松散。

孔深 7.0~17.0 m(高程 1 153.88~1 143.88 m)为第四系全新统冲洪积飘卵砾石,成分以花岗岩为主,大理岩、凝灰岩、砂岩及灰岩次之,粒径多为20~60 cm,且含有粒径1~2 m 的漂石。级配不良,分选性差,漂石含量为60%,局部漂石含量达到了80%,中下部密实。

孔深17 m(高程1 143.88 m)以下,揭露地层为石灰系中统冬图津河中亚群第一段(C2dnb-)a;岩性主要以厚层~巨厚层灰~灰白大理岩为主,夹有中厚层灰~深灰色灰岩,大理岩、灰岩致密坚硬,强度较高。孔深17~21 m 为弱风化,21 m 以下为微新岩体。

2 施工要点

2.1 不良地质处理

根据勘察结果,将进水塔基础下部坡积物覆盖层全部挖除,并对基岩面实行台阶状开挖,台阶尺寸5 m×3 m(宽×高),可根据现场开挖情况进行具体调整。两侧坡积物开挖坡比按照1∶1.5 进行控制。

在基岩开挖面布置直径25 mm 普通砂浆锚杆,梅花形布置,长5.0 m,间排距2.0 m,锚入基岩4.0 m,外露1.0 m,保证外露锚杆与混凝土紧密结合。

基础下部覆盖层挖除部位,用C25 F200(二级配)混凝土进行回填。

2.2 施工重难点分析

勘察期间覆盖层的孔隙潜水水位埋深11.4 m,地下水水位高程为1 149.48 m,基岩裂隙水位埋深为15.8 m,水位高程为1 145.08 m。根据大井法初步估算,开挖基坑排水量约为233.4 m3/h。进水塔基础位置周边河床水位EL 1 150 m,基础开挖高程EL 1 144 m,进水塔基础开挖高程低于河床水位6.0 m,开挖将会受到渗水影响。为保持基坑开挖工作面干燥,工程开挖应设置集水坑,配置125-130-15-11 潜水泵3 台(1 台备用),水带200 m,对渗水进行抽排。

施工干扰进水塔基础开挖处理,将影响排沙洞进口正常施工。排沙洞进口底板高程为EL 1 157.5 m,当进水塔基础开挖(EL 1 157.5 m~EL 1 144 m)时,排沙洞进口施工工作面下降,排沙洞桩号0+000—0+052.6段压力钢管安装,将无工作平台。

3 水流控制及基坑排水

根据设计下发的2019 年防洪渡汛方案,此部位防洪按10 年一遇洪水,相应水流量为102 m3/s。在导流洞已拆除便桥两侧桥墩间情况下,进口河道最窄处宽18 m,河床底高程1 150.4,桥顶路面高程1 154.3,过流断面为:18×(1154.3-1150.4)=70.2 m2,现场流速按 2 m/s 算,该断面过流能力 70.2×2=140.4 m3/s,满足防洪度汛要求。为了保证基坑安全,减小抽排水量,计划采用如下措施。

3.1 水流控制

本工程不单独设置围堰,利用原进场道路挡水,不进行防渗处理,为降低基坑内外水位差,减少渗水量,计划采用1.6 m3反铲在原导流洞施工便桥下游侧开始,对河道挖宽挖深。减小基坑内外水位差,减少基坑渗水量。砂砾石堆放在河道右侧,用于加固路基,将大石块堆放在外侧起防冲作用。

3.2 基坑抽排水

该部位地下水位高程为1 149.48,与河水位基本保持一致,河道挖深后至基坑底水位差约2.5 m,根据设计通知,基坑排水量约为233.4 m3/h,根据现场实际情况,采用明排法进行抽排,采用125-130-15-11 型潜水泵3 台,其中1 台备用。该型号水泵排水量为130 m3/h,两台水泵合计抽排水量260 m3/h,满足基坑抽排水量,如遇降雨等突发情况,启动备用水泵。配三根120 钢管抽排至河道,水泵出水口与排水钢管间用4 m 长钢丝胶管进行连接,排水钢管过道路部分进行挖沟填埋,深50 cm。同时配7.5 kW、3.5 kW 潜水泵各2 台,对分散渗水点渗水抽排至总集水坑。开挖到地下水水位以下的每一层,开挖前先进行排水沟及集水井开挖,考虑施工设备及分层高度,排水沟开挖宽按0.5 m 进行控制,深度1.0 m,在适当位置设置2 m×2 m×2 m 集水井。开挖完成一层后抽排水设备向下移动一层直至开挖结束。

4 施工过程

4.1 施工总程序

从上至下分层进行边坡开挖,同步进行现河道挖深挖宽,基坑开挖完成后进行混凝土分层浇筑,分层厚度控制在3.0 m 以内,浇筑完成一层回填一层,交替上升,直至处理完成。

4.2 测量放样

根据测量控制网或加密点坐标,及设计图纸的相关数据,通过专业测量人员架设测量基站,采用全站仪测放边坡开挖边线,同时打设木桩或撒白灰线作为边坡开口标识,测量完成后及时做好原始数据记录。

4.3 土方开挖

土方开挖程序:施工准备、测量放样、开挖支护、土方运输。土方运输由挖掘机装20 t 自卸汽车,分类运到指定渣场堆放。

4.4 边坡石方开挖

边坡石方总体施工,本部位石方开挖工程量较小、较薄,主要采用浅孔小药量松动爆破,分层开挖至基坑底,部分边坡采用液压冲击锤进行修整。每层开挖完成后及时进行锚杆施工。

石方开挖程序:施工准备、场地清理、测量放样、松动爆破开挖、边坡安全处理、出渣、边坡锚杆施工。

4.5 边坡支护施工

支护施工程序:开挖结束、地质编录、系统锚杆、验收。

砂浆锚杆施工工艺流程:基面清理、测量放线、造孔、清洗、注浆、锚杆制作、安插锚杆、检查验收。

4.6 混凝土施工

混凝土施工程序。开挖完成后,先进行建基面清理,再分层进行混凝土浇筑、养护。

混凝土施工分块、分层。本部位混凝土高13.5 m,根据开挖结构共分5 仓进行浇筑,具体分层见图1。

图1 进水塔基础处理混凝土分仓示意图

5 保证措施

5.1 质量保证措施

开挖前准确测定开挖区开口线,并以转折点为准每隔1~2 m 插杆明示,确保边坡开口定位准确。

边坡开挖时要严格控制坡比,根据岩层特性分别放坡,开挖时必须遵守自上而下的方式进行开挖,严禁自下而上、掏槽式开挖,防止形成倒悬体。

及时跟进边坡支护,严格现场工序质量验收。

5.2 安全保证措施

施工现场的临时用电满足《施工现场临时用电安全技术规范》规定。汛前必须制定切实可行的防汛抢险措施和应急预案,对可能出现的超标准洪水,做好防汛准备并全力组织抢险,把损失减少到最低限度,项目经理为防汛抢险第一责任人。积极做好安全生产检查,发现隐患,要及时整改。针对可能出现的爆破施工,制定切实可行的专项安全方案及管理办法,并举行定期、不定期的安全培训教育及安全考试。

开挖过程中加强安全监测及安全检查,特别是雨后必须进行安全检查,对边坡变形加大或出现滑移的情况及时进行处理。基坑开挖边线2.0 m 外设置防护围栏,围栏高1.5 m,下部设30 cm 高挡脚板、上部3 根横杆、间距40 cm。整体采用螺纹钢插入基底50 cm,外露部分与钢管焊接固定;围栏上涂刷安全警示色带,长30 cm。严禁在距基坑边坡坡顶2 m 以内范围堆放施工材料、施工垃圾,一经发现,必须立即处理。

6 结语

进水塔基础不良地质已按方案挖出,地质情况与补充地质勘探情况基本吻合,已施工完毕,保证了进水塔混凝土浇筑的顺利推进,未出现质量及安全隐患事故。

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