500米以上高边坡施工技术

小湾电站《500米以上级高边坡安全

快速施工技术研究》科研课题进展情况小湾电站两岸边坡地质条件复杂，枢纽区岩质边坡风化、卸荷等地质物理现象发育，岩体陡倾卸荷张拉裂隙和顺坡中缓倾角剪切裂隙发育且分布范围广。两岸分布有较大规模的崩塌堆积体，左岸有饮水沟堆积体；右岸有大椿树沟堆积体，分布宽度在80～200m，铅直厚度在30～60m。工程两岸边坡陡峻，复杂的地形、地质条件，使边坡的稳定问题较为突出。为减小对边坡的扰动，永久支护两岸，结合了初期浅层防护支护手段，均以预应力锚索加固为主。锚索施工由于受地质条件的影响，施工难度较大，特别是对崩塌堆积体锚固，从设备选型、机具研制、锚固体系选择、施工方法及工艺确定均需要做大量的攻关研究工作。通过结合生产施工，随着课题研究的不断深入及取得的研究成果，很大程度加快了施工进度。对于小湾工程该科研项目成果的取得不论对小湾工程高边坡还是对其它类似工程边坡的安全快速施工均具有较高的应用价值。

《500米以上级高边坡安全快速施工技术研究》是中国水利水电建设集团公司2003年度立项的科研课题项目。由中国水利水电四局三局联营体、八局七局联营体承担该科研课题项目在小湾电站的施工技术研究工作。科研课题施工技术的研究规划、组织实施由四三联营体具体负责。下面将该项目的完成及进展情况汇报如下：

一、组织机构的建立

该课题研究项目确立后，四三联营体于2003年8月初及时成立了课题研究领导小组。领导小组中的课题项目负责人由两大联营体总经理担任，负责科研课题项目的施工总体协调及组织工作，课题小组成员由两大联营体技术总工或技术负责人组成。小组成员均为从事过多年锚索施工的专业技术骨干，有搞锚索结构设计及工艺研究的，有熟悉并精通锚索施工技术的施工技术管理人员。选择了课题研究协作单位四川准达公司，该单位与重庆钻探机械厂建立了长期的合作关系，主要对钻机、钻具的性能、结构型式、材质进行动态跟踪设计并持续改进。

二、机具的配套选型，钻具研制改造

小湾电站高边坡受地形、地质条件的限制，对钻机的选型显得尤为重要。

大型岩锚钻机主要有AltlasA-52，AltlasA-32，德国互特HBR202TFA、MZ-165、德国KLEM401/XW等钻机。轻型国产钻机主要有无锡双帆YG-80、YG-60、MD50、MD30型、贵地矿DYD-80、DYD-100型等岩锚钻机。通过实验，进口大型钻机由于自重太大，上架困难，很难在高边坡上发挥其设备性能，国产轻型钻轻便灵活，通过对钻机、钻具的结构及材质的研究改进，轻型国产钻机及配套钻具现已研制成熟并在工程中广泛推广应用，堆积体跟管钻机主要选择了国产YG-80型、YG-60型钻机及配套偏心跟管钻具，及德国KLEM401/ XW 同心跟管机具，堆积体跟管钻进深度可达30～50m，最大跟管深度可达55m。在课题研究项目中，对钻机及钻具的研制改造投入了大量的研制经费。该项目工作最终于2003年6月完成结束。

三、钻孔工艺试验研究

由于小湾电站岩质边坡岩体破碎、裂隙发育，堆积体厚度较大，构成复杂。工程前期施工中经常发生塌孔、卡钻、漏风等情况难以成孔、造孔需经多次反复固壁灌浆、多次扫孔才能成孔，堆积体跟管钻孔也因钻具材质及设计结构不合理而难以成孔。经不断的攻关研究改造，随着钻孔机具的配套改进，钻具材质及结构不断设计优化研制改进，造孔成孔问题已得到解决。钻孔成孔工艺研究是本课题攻关研究的重点问题。目前，组合螺旋钻钻孔工艺已解决了强风化卸荷破碎岩体边坡钻孔成孔问题，采用国产钻机使用螺旋钻杆、配备偏心钻具的跟管组合钻孔工艺，已解决了深厚度堆积体的钻孔成孔问题。该项目研究工作已于2003年5月完成。

四、锚索锚固段应力集中问题研究

为了解决锚索锚固段应力集中问题，改善锚固段受力分布，提高锚固效果，根据本课题的研究项目安排，联营体已在右岸EL.1465m以上边坡分别实施了一组三根共计12根包括普通拉力型结构、拉力分散型结构、拉压复合型结构、压力分散型结构四种不同内锚结构型式的1800KN级锚索，并且结合生产试验，安装了相应数量的观测设备，取

得了一定的研究成果。

五、锚索体的永久防腐问题研究

在边坡岩体破碎、裂隙发育的情况下，锚索灌浆往往出现大范围的漏浆或孔间窜浆问题，并且造成相邻锚索的报废事故。全粘结锚索有粘结钢绞线在渗漏浆的情况下无法实现永久安全防腐。本课题重点研究了无粘结结构锚索，采用了无粘结钢绞线，该无粘结锚索具有良好的防腐性能，可简化灌浆程序，不必采用二次灌浆工艺而可采用全孔一次灌浆工艺。对于锚索灌浆在遇到大的岩体裂隙情况下曾经出现的灌浆吃浆量过大或无法灌满的情况，通过课题研究技术攻关，先后采用了多种堵漏技术，如：浆液添加速凝剂、水玻璃、麻布片、锯沫、水泥球封堵、复合型堵漏剂，并采取间歇灌浆等多种手段，效果并不明显。通过技术攻关，最终采用了土工布包裹锚索体灌浆技术，并研究改进了灌浆系统获得了成功，有效地解决了锚索永久安全防腐问题。该技术已在小湾工地成功推广运用。

六、其他边坡防护技术手段研究

小湾电站边坡在施工中，除进行设计范围常规边坡防护外，成功地运用了自进式中空注浆锚杆，药卷式锚固剂预应力锚杆、预应力高强锚杆、土锚钉等加固手段。

七、课题进度安排

由于今年2月中旬，左岸饮水沟2号山梁堆积体边坡出现险情，两大联营体全力以赴对左岸堆积体边坡进行加固抢险，安排有1300余根堆积体锚索。该部位地质情况尤为复杂，我们又对该工程部位的堆积体锚索施工方法及工艺进行了进一步研究。目前本课题研究项目内容已基本结束，课题研究经费全部用于本课题研究项目中，现正在进行课题研究成果报告的总结编写阶段，计划2004年8月底提交课题技术研究报告初稿及相关文件，准备课题成果验收。

四三联营体

2004年7月18日