溪洛渡水电站天然边坡危石处理技术

林芳芳

（武警水电三峡工程指挥部）

1 工程概况

溪洛渡水电站右岸泄洪洞进口610m高程以上约100m天然边坡危石林立，极大地威胁下面施工安全。武警水电部队承担了排除危石，保证工程安全的任务。

危石边坡地形上分为三段：顶部至C12段为80°以上的天然陡壁，高约50m，12岩流层至其下方约20m范围内为50°～60°的斜坡，斜坡以下又为80°左右的陡壁，高约30m。

该段边坡岩性为P2β13～P2β12层角砾集块熔岩和玄武岩，岩体以块状～次块状结构为主，整体弱风化、弱卸荷～强卸荷，12岩流层层间错动带于边坡中部贯穿，层内错动带随机分布，靠上游段12岩流层上方因层内错动带与其它结构面的不利组合导致岩体脱落形成“凹岩腔”，裂隙整体上较发育，局部卸荷裂隙发育，尤其是上游转弯段沿岸坡发育一组长大陡倾裂隙，裂面平直，普遍张开。边坡上“凹岩腔”现已实现了混凝土回填，但局部仍然存在危石，在上百米的高陡边坡上构成较大的安全隐患。

2 施工难点

根据合同要求，施工中只能采取常规的喷锚排石手段，然而要保证质量和工期难度极大。必须解决的问题：

（1）边坡高陡，各工作面高差大，体形不规整，岩石破碎，卸荷裂隙多，无施工通道，高排架搭设困难，设备效率低，排架周转次数少，钻孔设备选型及锚杆支护是本项目的施工重点。

（2）高排架施工安全风险大，需防护部位多，安全防护工程量大，排架设计、搭设以及安全防护是本工程的重点和难点。

（3）相邻标段施工干扰大，制约条件多，合理安排施工程序及协调是施工组织的重点。

3 边坡危石处理技术

边坡危石分四类，坡顶危石、坡面大块危石、坡面小块危石和浮碴处理。针对不同类别，都认真研究对策，制定相应措施。特别说明不同类别的危石处理，都编制了施工处理流程，施工中严格按照施工流程进行，每道工序验收合格才能进行下一道工序。这是确保处理危石人员和工程安全的重要保证。

3.1 坡顶危石

坡顶危石主要分布在12岩流层马道开口线附近，多为爆破活动岩体，基本处于滚落临界状态，同时部分开口线表层以下2.5m～3.5m范围岩体有较多的爆破松动裂隙。由于危石所处位置较高，滚落威力较大，排架搭设前需进行加固处理，排架搭设到该位置后再进行清除或加强支护。

3.1.1 处理措施

（1）在处理区域临空面采用细目钢筋网进行整体罩盖张拉保护，钢筋网锚固于稳定基岩上，避免危石滑落。

（2）在张拉保护完毕的危岩表面喷射C25混凝土，喷射厚度10cm。

（3）危岩张拉保护、喷混凝土完毕后，为防止钻孔时孔壁坍塌，影响锚杆的下设，拟采用自进式注浆锚杆钻进，注水泥浆前对裂隙进行冲洗，待水泥浆凝固，破碎岩石形成一个整体后，再进行排架搭设及后续挂网喷射混凝土、排水孔施工。

3.1.2 施工方法

在处理区利用手风钻在坡顶平台较完整的岩石上注装1.0m长φ25锚筋，间距0.8m，入岩0.8m，外露20cm，采用钢丝绳将每片钢丝网固定锚筋上，并上报监理进行验收，合格后进入下一道工序。

钢丝网固定完成后，对破碎岩体表面进行喷射混凝土，喷射厚度为10cm，然后开始进行排架搭设，锚杆参数按原设计要求进行布置，局部破碎位置普通锚杆无法施工时，采用相应的自进式锚杆替换。自进式锚杆施工工艺为：当钻孔深度达到设计要求后，进行孔内冲洗并提请监理进行验收，合格后，采用注浆泵对破碎岩体注入水泥浆，注浆压力不大于0.5MPa，结束条件为：孔内出现浆液溢出为宜，且浆液浓度与注入浆液相同。锚杆及固结注浆结束，待凝24小时后进行后续挂网喷射混凝土施工，并按要求达到原设计厚度。

喷射混凝土完成后，采用手风钻进行排水孔施工，排水孔按原设计要求进行布孔，入岩4.0m，安装PVC管，长度为100cm。

3.1.3 施工流程

坡顶危石加固处理流程见图1。

图1 坡顶危石加固处理流程图

3.2 坡面大块危石

3.2.1 处理措施

坡面大块危石主要是天然边坡卸荷形成，岩体一般较大，长宽均为十多米，厚度一般为3～6m，卸荷裂隙宽约为0.1～1.0m间，贯穿和不贯穿均存在。（见图2）。卸荷岩体相对爆破松动岩体来说较为安全，一般采取排架搭设到危石位置后进行加固处理，加固完成再继续排架搭设。具体施工步骤如下：

图2 坡面大块危石（裂隙贯穿、不贯穿均存在）

（1）在危石周边的完整岩体上注装φ32锚杆L=9.0m间距0.5m，外漏0.2m，周边采用钢筋网（φ14和φ16钢筋焊制）对危岩体进行加固保护，在危岩体上注装预应力锚杆L＝12.0m，间排距1.5×1.5m。(见图3、图4)

图3 坡面大块危石处理示意图

图4 坡面大块危岩体处理完成图

（2）采用钢筋网（φ14和φ16钢筋焊制）或钢丝绳网对危石进行加固保护。

（3）在危石上注装预应力锚杆L=9.0m与L＝12.0m交错布置，锚杆长度可根据危石的大小调整，但其轴向进入山体内完整岩体段的长度不宜小于危石段长度的1.5倍。

（4）为了保证危石与山体的紧密连接和完整性，对于危石与山体之间存在的裂缝空腔，在预应力锚杆施工后对空腔进行注浆固结，注浆压力不宜大于0.5MPa。

（5）危石加固处理完成后再继续进行向上排架搭设和系统支护施工。

3.2.2 施工流程

坡面大块危石的施工处理流程与坡顶危石相同，见图1。

3.3 坡面小块危石

坡面小块危石一般为风化严重岩体，多呈碎块状，不利于边坡的稳定与支护施工安全，为了加强施工的安全性，针对这种现象，采用先清理一道，再进行边素喷边搭设排架的方法处理。

3.3.1 处理措施

首先清理边坡上的浮碴，主要是碎块状的岩石。

在其表面喷混凝土，厚度为50mm。

钻锚杆孔，孔径、孔深及斜度与砂浆锚杆相同。

注装锚杆，杆体直径与设计相同，并待凝。

挂钢筋网，规格与设计相同。

喷混凝土至设计厚度。

按设计要求进行排水孔施工。

3.3.2 施工流程

坡面小危石加固处理流程见图5。

图5 坡面小危石加固施工流程图

3.4 浮碴处理

3.4.1 处理措施

浮碴分为坡面和坡顶浮碴两种，坡面浮碴需进行清除，坡顶平台较宽部位，浮碴不宜清除，可进行如下处理：

(1)采用人工方式将坡面台地上的浮碴，集中堆放在该台地的坡脚处，其厚度不得大于50cm，并将台地边缘附近清理干净。在清理过程中，为了防止台地边缘处的碎石滑落，施工前采用密目钢丝网进行防护。

(2)采用系统支护对坡脚堆积浮碴进行加固处理，局部石碴可根据实际情况进行灌浆固化。

3.4.2 施工方法

清理浮碴的方法采用自上而下分段进行，每段长度为30m～50m。首先利用人工清理边坡上部平台外侧散落的浮碴，安装锚筋，锚筋间距为3m～5m，将软梯或系统安全绳挂在锚筋桩上，操作人员身系安全带通过软梯或安全绳到达需要清理的位置，采用齿耙和簸箕将台地表面的浮碴集中在台地的坡角处，并进行平整坡面，厚度不得大于0.5m。

浮碴清理到位后，利用人工现场编制钢筋网铺在浮碴表面，与锚杆焊接固定。并上报监理进行验收，验收合格后，在浮碴表面喷射C25的混凝土进行包裹。混凝土强度达到70%以后，根据监理指示及现场实际情况，进行固结灌浆造孔，利用高压风（水）进行孔内清洗，清洗合格后，用注浆泵向孔内静压注入水泥浆，结束标准为孔内溢出浆液与注入浆液密度相同时为准。注浆完成并待凝24小时后，可根据现场实际情况，进行排水孔施工。

3.4.3 施工流程

坡顶平台浮碴处理流程见图6。

图6 坡顶平台浮碴处理施工流程图

4 结语

天然边坡危石处理已于2011年9月施工全部完毕，较好的按合同要求完成了施工任务，积累了一些经验和教训。

（1）天然边坡施工前制定好切实可行的施工方案，对天然边坡危石进行分类，分别制定出应对措施。

（2）严格按照制定的危石处理程序和方案进行施工，排架搭设前主要清理掉危机排架结构安全的危石。排架搭设完成后对影响后期设施安全运行的危石按照施工程序进行加固处理。

（3）危石施工处理工程中，加强对危石裂隙变化的监控，建立好危石处理管理档案。