大岗山水电站左岸坝顶以上高边坡施工综述

第４２卷第１４期

　

２０１１年７月

　

人　民　长　江

　

Ｙａｎｇｔｚｅ　Ｒｉｖｅｒ

　

，Ｎｏ．１４Ｖｏｌ．４２

Ｊｕｌｙ，２０１１

　　文章编号：１００１－４１７９（２０１１）１４－００７７－０３

大岗山水电站左岸坝顶以上高边坡施工综述

肖　平，朱忠平

（国电大渡河大岗山水电开发有限公司，四川石棉６２５４０９）

摘要：大岗山水电站工程左岸坝顶以上边坡开挖区域，从功能上可划分为：坝肩边坡、缆机平台边坡和进水口边坡３部分，其上下游侧有冲沟发育，最大坡高达３１５ｍ。主要介绍了该边坡开挖的施工设计、施工组织和施工管理问题。由于边坡高差大，施工区交通及水电布置存在较大困难，经研究，采取了基坑集渣、集中出渣的方式，有效解决了开挖渣料运输问题；同时，补充了多种材料运输方案，基本解决了材料运输难题。在边坡开挖过程中应加强安全监测，以便根据边坡变形情况合理安排施工进度，并优化有限支护资源的分配。关　键　词：高边坡；施工组织；施工进度；大岗山水电站中图法分类号：ＴＶ５１２　　　文献标志码：Ａ

　　大岗山水电站坝址区两岸山体雄厚，基岩裸露，相对高差一般在６００ｍ以上，谷坡总体较陡峻，自然坡度一般３５°～６５°，河谷狭窄且对称，呈“Ｖ”型河谷，坝区岩石以澄江期酸性花岗岩为主，此外尚有各类岩脉穿插发育于花岗岩中，尤以辉绿岩脉分布较多。

左岸坝顶以上开挖边坡工程区域，从功能上可划分为坝顶以上坝肩边坡、缆机平台边坡和进水口边坡３个部分。从原始地貌上看，上游侧和下游侧分别有冲沟发育。设计前期勘探揭示，边坡内部有多条岩脉、断层发育。边坡整体风化卸荷深度较深，边坡上部风化强烈。下游侧缆机平台边坡和坝肩边坡开挖较深，上游侧进水口边坡开挖相对较浅。边坡开挖高程范围从开口线高程１４５０ｍ至拱坝坝顶高程１１３５ｍ，最大坡高３１５ｍ，在高程１４２０，１３９０，１３６０，１３３０，１３００，１２７０（缆机平台），１２５５，１２２５，１１９５，１１６５，１１３５ｍ

３

共设置１１级马道。土石方开挖总量３４７万ｍ。该工

１　施工总体规划

１．１　施工区交通及水电布置

左岸坝顶开挖边坡开口线之上约５０ｍ高度有地７０ｍ高程有５号公路到达，方林场公路到达，中间１２其下部９７０ｍ高程处有左岸低线公路通过。投标时，规划有Ｚ１便道从林场路至顶部开口线、Ｒ１便道至高程１３３０ｍ马道、Ｒ２便道至高程１３００ｍ马道、Ｒ３便道至高程１２２５ｍ马道。具体施工时，由于边坡过陡１便道和Ｒ１便道以及施工方案发生调整，仅完成Ｚ（抬高至１３４５ｍ高程）以及工人行走的栈道和爬梯的施工。从施工过程来看：①施工道路基本满足开挖需要，但不能完全满足支护材料运输需要。②为改善材料运输条件，增设溜筒和溜管运输锚墩和框格梁混凝土料，在高程１３４５ｍ平台安放混凝土泵车，并在高程１１３５～１２７０ｍ之间设置一条卷扬机运输通道。

合同约定的左岸坝顶以上开挖工程施工场地位于ｍ。施工单位进场海流沟内，距施工区域最近约５ｋ后，增加了两块施工场地，分别为开挖区顶部场地和５号公路场地。增加的两块场地在施工期间发挥了各自的作用：①开挖区顶部场地为尽快进入施工区创造了

程于２００７年８月开工，２００９年４月底开挖基本结束，施工工期２１个月（其中，坝肩边坡于２００８年１２月底开挖基本完成，开挖工期１７个月），为大渡河流域已建和在建水电站工程项目中施工规模最大的边坡工程。

收稿日期：２０１１－０５－１７

作者简介：肖　平，男，工程师，主要从事水电工程建设管理工作。Ｅ－ｍａｉｌ：ｘｉａｏｐｉｎｇｈｎｎｈ＠１２６．ｃｏｍ

３条件。②５号公路场地布置了一生产能力６０ｍ／ｈ的

６０ｋＷ推土机６台、斗容不小于１．８采用功率不小于１

３

ｍ反铲６台。⑤出渣以在基坑进行集中大规模出渣

拌和站，集中拌制喷射混凝土料和缆机平台混凝土料，为混凝土质量控制提供了保证。

施工用水由承包人从距离边坡开口线约３ｋｍ的

３

５０ｍ山涧架设管道取水，在开口线附近建成一容积１

为主。

１）由于边坡高陡，导致开挖区施工道路修建难，（

控制石渣下河难，极大制约了工程进度。边坡开工５个月后，工程完成河道截流，使得基坑具备大规模集渣条件，形成集中翻渣、集中出渣的规模化作业环境，有效提高了施工效率。

（２）分区作业时，需要合理安排各区的施工工序，水池，再从该水池用水管接至施工部位。随着边坡的下降，水管长度不断延伸，水管所承受水压不断增大，经常发生水管爆裂的情况，便在高程１２７０ｍ平台设

３

置一容积５０ｍ中转水池。施工供电最先在边坡顶部

修建５０００ｋＶＡ变电站，随着边坡的下降，分别在高程１３４５ｍ平台、１２７０ｍ平台修建小型变电站，使供电能力基本满足需要。施工供风的情况与施工供电的情况类似，随着边坡的下降，为降低风损，供风站从边坡顶部向高程１３４５ｍ平台和高程１２７０ｍ平台进行转移，

总供风能力为５００ｍ３／ｓ，基本满足施工需要。从施工

过程效果来看：①为了管线的安全，风、水、电均是自上而下输送，总体布局合理。②随着施工重心不断下降，为提高建于边坡上部供应站的供应效率，必然要将其下移。因此，从一开始就找到合理的供应站布置点，并减少对施工的干扰显得极为重要。③施工过程中，管线被破坏的情况往往难以避免，需要重视其管理和维护。

１．２　工程施工进度计划及执行情况

可行性研究阶段，工程施工总工期２７个月，工程招标工期为１５个月，实际施工工期为２１个月，高峰期月均下降高度２１ｍ，达到了较先进的施工水平。

２　边坡爆破开挖施工

左岸坝顶以上１１级马道边坡中有１０级马道边坡高度为３

０ｍ、１级高度为１５ｍ。在高程１３３０ｍ马道以下，坝肩及缆机平台边坡开挖深度达５０ｍ以上，局部超过７５ｍ。总体坡面长度为２００～３５０ｍ。

针对高边坡开挖的特点，采取了以下措施：①坝肩及缆机平台边坡从外往里布置２个主爆区、１个预裂（光爆）区。进水口边坡从外往里布置１个主爆区、１个预裂区。预裂孔外侧约１．５ｍ设置２排缓冲孔。预裂孔间距０．８ｍ。缓冲孔间距２～３ｍ、排距２ｍ，主爆孔间距３～４ｍ、排距３～３．５ｍ。每个主爆区长度（顺河向）３０～５０ｍ，宽度２０～４０ｍ，面积７００～１０００

ｍ２，开挖层高１５ｍ。②主爆孔及缓冲孔采用ＣＭ３５１

高风压钻机钻孔、预裂孔采用１００Ｂ潜孔钻钻孔。高峰期有高风压钻机５台、潜孔钻机１６台。③外侧主爆区适当采用抛掷爆破，内侧主爆区采用松动爆破。④边坡翻渣主要以推土机搭配反铲翻渣的方式为主，

预裂钻孔、主爆钻孔、翻渣的工程量均要有与投入设备的生产能力相当，避免工程量与施工能力不匹配的情况。实际施工中，翻渣和预裂工序的生产能力是爆破开挖的关键。

（３）由于开挖区边坡风化卸荷程度较大，抛掷爆破效果不理想，无法有效减轻翻渣工作量。

（

４）推土机理想的推运距离为３０ｍ，由于大部分边坡开挖深度在５０ｍ以上，靠内侧的开挖渣料需要进行二次推运，显著降低了推运效率。尝试增加自卸车配合反铲翻渣的手段，但由于未作细致的策划，且需要经常修建临时道路，该办法最终未实施。

（５）施工中尝试从开挖区域直接运渣至渣场，但由于运距达７ｋｍ以上，而在基坑内运输不到４ｋｍ，且直接运输道路大部分无法修至施工部位，并存在长距离下坡，交通安全风险极大，最终采用基坑内集中出渣方案。

３　边坡支护施工

根据边坡地质条件和地震设防要求，边坡支护设计参数为：①对于边坡上部全风化区，为利于边坡成型，在剥离覆盖层后先进行边坡预固结灌浆。②浅层采用锚杆、锚杆束、挂钢筋网、喷射混凝土支护。根据边坡岩类的不同，锚杆间距、长度、喷射混凝土厚度等也不同。锚杆束主要用于开口线锁口和马道锁口。③深层采用锚索结合框格梁支护。锚墩作为框格梁节点。锚索设计长度３０～８０ｍ，设计吨位为１０００，１５００，２０００ｋＮ。边坡上部，由于无法穿过强风化区，部分锚索张拉吨位调整为６００，８００ｋＮ，并适当减小锚索间距。

（１）预固结灌浆成孔难度大，灌浆水泥大部分灌在了边坡需挖除部位，对坡面加固效果不明显，在进行了约４

０％的边坡预固结灌浆后，剩余的预固结灌浆未实施。后又提出钢管桩预固结加固的方案，由于打入边坡的钢管桩不利于边坡开挖而未实施。

（２）一级马道边坡的支护施工程序为：上一级马道锁口→上部１５ｍ边坡开挖及坡面清理→素喷混凝

土５～８ｃｍ（较差岩体边坡）→搭设锚喷排架→挂钢筋网→喷混凝土至设计厚度→锚杆施工→拆除排架→下部１５ｍ边坡开挖及坡面清理→（同上部１５ｍ边坡锚喷施工）→搭设锚索施工排架→锚索及框格梁施工。为避免较差的岩体边坡在开挖后进一步恶化，素喷混凝土需在开挖后紧跟实施，时间紧迫，不具备搭设排架在坝顶以上坝肩边坡布置４个置４个永久监测断面，

永久监测断面，在进水口边坡布置２个永久监测断面。并根据边坡变形情况补充相关仪器布置，以进一步加强对边坡安全状况的监控。每个监测断面布置多种仪６器，便于监测数据相互印证。共布置有锚索测力计５台、锚杆应力计６６支、多点位移计２３套、钢筋计１２作业的条件，往往采用吊喷的方式进行。对于６ｍ长度以下锚杆施工，可采用手风钻和电动钻，手风钻需要供风、电，电动钻需要供水、电。在供水条件较好的情况下，建议尽量采用电动钻，一是湿法钻进，可以改善施工环境；二是钻进速度快。常用的电动钻机ＫＨＤＹ４０的效率为常用的手风钻ＹＴ２８的１．３～１．５倍。

（３）由于边坡岩体条件较差，施工中主要采用如下解决办法：在钻进岩层总体较好，仅局部为软弱岩带的部位，主要采用固壁灌浆的方式确保锚索成孔。在处于软弱岩带的部位，经试验论证后，覆盖层、全风化层和强风化层均采用套管跟进的钻孔方式，锚索长度超过５

０ｍ的，采用变径多级跟管的方式。在施工初期，施工用锚索体集中制作好后采用人工方式运至锚索孔部位下索。后由于几条施工道路至施工部位的距离较远，就改为在锚索施工排架上就近制作、就近下索的方式进行。

４　缆机平台基础混凝土施工

左岸缆机平台为缆机主车平台，长度为２１６ｍ，分为９段，每段长２４ｍ，各段宽度１０．３～１４．０ｍ不等，高度４．９８～７．２８ｍ不等。混凝土（含铺垫砂浆）设计

工程量０．９３万ｍ３（Ｃ３０）。

缆机平台基础混凝土浇筑采用台阶法浇筑，分层高度１

．５～１．７ｍ。由于施工道路位于下游，按照从上游往下游依次浇筑的顺序进行施工。混凝土采用泵送入仓。胸墙牛腿模板为内拉外支撑式，在混凝土下部基础仓位预埋Ⅰ１８型钢作为模板内拉作用点，同时利用基础以下边坡系统锚杆作为搭设外部满堂支撑脚手架的支撑点。缆机平台基础混凝土于２００８年８月１日开始浇筑，２００８年１０月１０日浇筑完成。

５　边坡安全监测

左岸坝顶以上边坡安全监测采用内测与外观相结合的方式。内部安全监测方面，在缆机平台边坡布置２个临时监测断面、５个永久监测断面，在缆机基础布

支、测缝计５支、渗压计２套、测斜管３４套。外部安全监测方面，沿开口线布置外观监测点，在缆机平台边坡布置４个外观断面，在坝顶以上坝肩边坡布置２个外观断面、在进水口边坡布置２个外观断面。共布置外观监测墩２９个。

在支护难以及时跟进的情况下，合理加快安全监测数据变化不大的边坡开挖进度，合理限制安全监测数据变化较大的边坡开挖进度。如，加快了坝肩及缆机平台边坡的开挖进度，限制了进水口边坡的开挖进度。合理调配支护资源，优先对边坡安全稳定存在较大隐患部位进行支护。在整个边坡施工期间，由于及时根据安全监测数据的变化情况进行了施工调整，边坡安全监测数据总体变化平稳，边坡整体稳定。

６　结语

（１）左岸坝顶以上边坡采用翻渣、基坑集渣、集中出渣的方式有效解决了开挖渣料运输的问题；同时，在施工道路以外补充了多种材料运输方案，基本解决了材料运输难题。在边坡施工过程中，由于支护滞后、围堰施工影响等问题，进水口边坡无法与坝肩边坡同步下降，使得进水口边坡渣料的运输得不到解决，影响了边坡开挖进度。

（２）施工资源投入要考虑数量、质量、与工程的配套性，并要根据工程进展情况进行动态调整。

（

３）做好施工队伍的管理，使其施工水平满足现场需要，并服从现场指挥。做好施工调度，安排好每一天的生产计划、物资供应和风、水、电的调配。做好现场管理才能切实落实技术方案和进度计划。

（４）安全监测是必要的辅助措施。通过安全监测，可保证加快边坡开挖进度的安全并有助于增强加快边坡下挖的信心，并有助于指导对重点部位、不稳定部位集中力量进行支护，以在较短时间内达到最大加固效果。

（编辑：郑毅）

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