某水库高边坡开挖施工中边坡支护技术分析

文维

（盘州市水利投资有限责任公司，贵州 盘州 553537）

1 工程概况

出水洞水库总库容6 884.20 万m3，Ⅲ等中型水库，由面板堆石坝、溢洪道、引水隧洞及供水管线等组成。堆石坝顶高程1 449.50 m，坝轴线长300 m，坝顶宽10 m，最大坝高109.50 m。溢洪道宽33 m，设3孔溢流孔，单孔宽7 m。溢流堰为驼峰堰，堰顶高程1 439 m。溢洪道泄槽段长250.71 m，挑坎段长30 m。引水隧洞长约467.63 m，圆形断面，直径2.60 m，混凝土衬砌厚0.30 m。引水洞进口底板高程1 386 m。

2 水库高边坡开挖主要支护技术

2.1 锚杆支护与排水孔施工

2.1.1 钻孔施工及锚杆制作

①钻孔采用手风钻YTP-28。②锚杆开孔及排水钻孔的孔位偏差小于等于100 mm。③孔轴方向与施工图纸相符。④孔深偏差小于等于50 mm。⑤锚杆孔注浆完后排水孔施工，如有灌浆的部位应待灌浆完成后进行。⑥按设计制作锚杆。

2.1.2 锚杆安装和注浆技术

①“先注浆后安装锚杆”的施工工艺流程见图1。②采用“先安装锚杆后注浆”的施工工艺程序（略）。③水泥砂浆配合比通过试验选定。④锚杆凝固前禁止碰撞、敲击及拉拔。

图1 先注浆后安装锚杆施工工艺流程图

2.1.3 施工技术要求

①孔眼清洗、锚杆制作安装及注浆器注浆施工保证质量。②水泥强度等级不低于P0.42.5 普通硅酸盐水泥，含碱小于等于0.50%。③中细砂最大粒径小于2.50 mm。④注浆锚杆砂浆强度大于等于20 MPa，预应力锚杆砂浆大于等于30 MPa。⑤外加剂通过生产性试验及室内试验确定，并报监理单位批准。⑥“先注浆后安装锚杆”钻头直径比锚杆大20 mm 以上，“先安装锚杆后注浆”钻头比锚杆大25 mm以上；注浆孔底钻头直径比锚杆大40 mm以上。

2.2 自进式中空锚杆技术

自进式中空注浆锚杆技术用于路基边坡锁扣支护，施工工艺流程见图2。

图2 自进式（中空注浆）锚杆施工工艺流程图

2.2.1 安装锚杆

①查看钻头、钻杆是否通气。②连接钻头和锚杆、凿岩机和钎尾、钻机连接套和钎尾、锚杆和钻机连接套等配套组成。③采用YTP-28型手风钻钻孔。④清洗钻孔，从钻机连接套上卸下锚杆。⑤注浆或锚固剂封孔。

2.2.2 锚杆注浆及其它

①注浆泵及其配件、水灰比或粒径、湿度等检查。②锚孔畅通检查，水流量计调节。③连接好锚杆、注浆管及泵用接头，开泵注浆至浆液从止浆塞边缘流出即可停泵。④一根锚杆注浆完成，迅速卸下注浆软管清洗并安装至另一根锚杆后注浆。⑤终凝前禁止敲击、碰撞及施加其它荷载。⑥钢管材质、规格及尺寸都满足设计要求；围岩固结灌浆时，喷混凝土覆盖围岩后注浆；执行注浆锚杆检查标准。

2.3 挂网喷混凝土施工

2.3.1 施工程序

①喷混前检查喷射面，并清除浮石、处理光滑岩面及埋设控制喷厚标志。②检查并试运行风、水管路、设备及电线。③挂钢筋网喷射混凝土护面，按“喷-挂-喷”工艺流程（图略）。

2.3.2 喷混凝土施工

编制施工程序、铺设钢筋网和喷混凝土施工。湿喷射法施工工艺流程见图3。

图3 喷射法施工工艺流程图

喷射法施工技术：①喷混前56 d，外加剂至少作三次试块试验板，所测喷混工艺质量和抗压强度达标后才能喷混施工。②施工前清除受喷面杂物并冲洗，涌水断源截流、打孔引流及埋管导流处理后喷射。③自下而上分段分片，一次喷厚按规范选用，后一层在前一层终凝后喷射；终凝1 h后的喷射面先用风、水清洗；喷射混凝土终凝至下一循环放炮时间大于等于3 h。④终凝2 h后喷水养护大于等于7昼夜，主要部位大于等于14昼夜。⑤冬季施工大于等于+5℃，料入喷射机大于等于+5℃，普通水泥或矿渣水泥混凝土在分别低于设计强度的30%和40%时禁止受冻害。⑥优先普通硅酸盐水泥，强度大于等于32.50 MPa。⑦粗、中砂骨料细度模数宜大于2.50，含水率5%～7%，粗骨料粒径小于等于15 mm，喷混骨料级配符合规范。⑧速凝剂初凝小于等于5 min，终凝时间不应大于10 min。⑨水泥：砂：石子为1∶2.45∶2，每方混凝土：水泥420～450 kg、水灰比0.55、木钙和速凝剂分别为水泥量的0.20%和2.40%。⑩水泥和速凝剂称量偏差控制在±2%，砂石±3%，严防雨淋、滴水及大块石等杂物混入。

2.4 施工期截排水措施

①边坡顶部截水沟施工及维护：边坡开挖时按施工图纸和监理人的指示，开挖前先开挖好山坡截水沟，以防止雨水漫流冲刷边坡，并加强日常的检查和维护；②工作面排水：开挖分层梯段，自上而下，坡面设置排水孔，在工作面的周边就近设置自然排水沟槽和开挖临时集水坑。

2.5 预应力锚索支护

锚索为钢铰线束锚索，预应力钢绞线选用符合设计图纸和规范规定的要求。锚索材料从正规大型生产厂家购买。运达工地的钢铰线作100%的外观检查和10%的抽样拉力试验，不合格的严禁使用。锚索钻孔位置偏差小于等于10 cm，端头锚固孔的孔斜误差不大于孔深的2%，锚固端位于稳定基岩中。

2.5.1 锚索施工程序

锚索施工程序（图略）。

2.5.2 制作下料、止浆环组装、检查→进浆管、冲气管检查、标记、编号→编索→环氧封堵止浆环间隙→验索→存放。

2.5.3 钻孔及锚索安装

钻机的选择：MQT-130型锚索钻机。

2.5.3.1 钻孔开孔偏差不大于10 cm，端头孔斜误差不大于孔深的2%。①孔径比锚束大40 mm以上，且不得小于规定。②孔位偏差小于等于20 mm。③钻孔入口倾斜度及方位角偏差不得大于+1°～－1°。④钻进长向上孔斜偏差小于等于3%。⑤不得欠深，超深不得大于40 cm；⑥残留物不超过10 cm。

2.5.3.2 锚索安装

安装前对过浆管送入压缩空气，将孔道积水排干。

2.5.3.3 锚索固结段灌浆

采用早强425#水泥，水灰比0.40～0.45，膨胀剂和早强剂等掺量根据试验确定，28 d抗压强度等级不低于1 MPa。灌浆压力暂定0.30 MPa，浆液流动性以在粘度计流出的时间不超过6 s为宜；灌浆采用自动记录仪记录。

2.5.3.4 锚索张拉

①准备工作。一是张拉设备检查与率定。二是材料随机抽样试验，锚索原型现场试验。②张拉设备。一是千斤顶YCW200型（200 t）1台，锚具OVM15-12型，油泵均为ZB4-500S型（含压力表）1台。二是安装锚板、千斤顶、锚具及夹片等。③锚索张拉、锚固。一是单股预紧与整束分级两阶段张拉技术涵义。单股预紧张拉两次以上，实际伸长值大于预紧理论值，且两次预紧值之差在3 mm内。整束分级张拉荷载按设计永存力25%～115%逐级依次分五个量级张拉，且最大张拉力不得超过预应力钢材强度标准的69%。二是张拉程序及要求。单股预紧张拉：安装千斤顶→0→30 kN/股→测量钢绞线伸长值→卸千斤顶。整束分级张拉：预紧→50%P→75%P→100%P→115%P稳压锁定，P为设计永存力；除最后一次超张拉静载持续30 min外，其它每级均为5 min。量测钢绞线伸长值与理论伸长值相差超过10%或小于5%时停止张拉，查清问题重新张拉结束后，将锚索锁定。

3 结语

综上可知，了解出水洞水库工程概况，就水库高边坡开挖自进式中空锚杆、预应力锚索和挂网喷混凝土等支护技术的施工工艺流程、技术要求及措施分析确定。为水库高边坡开挖施工的质量、成本及安全等提供保障。