维普资讯 http://www.cqvip.com ２００２年第二期 总第８１期 水利水电施工 ３ 喷锚支护在三峡永久船闸边坡工程中的应用 肖洪波（武警水电三峡工程指挥部） ［摘要］三峡永久船闸主体工程永久暴露在水上部分岩体的保护工作是工程的重要施 工内容之一。工程大量采用了以喷砼防护为主的Ｌ＿ｚ－－保护措施。实践证明，永久船闸边坡喷 锚支护Ｌ＿ｚ－－的应用是成功的，为永久船闸各项工程的顺利进行提供了可靠的保证。 １ 工程概述 三峡工程永久船闸为双线五级连续船闸， 可通过万吨级船队，是世界上最大的通航建筑 物之一。工程共分两期施工。按施工内容分 为岩体开挖、岩体锚固、砼浇筑３个部分。船 闸主体段长１６７１ｍ，均在山体中开挖成型。边 ２）改善永久边坡防渗、防冲刷能力； ３）地质原因造成的不稳定块体的随机加 固。 根据以上原则，永久边坡经防护后应满足 防渗、防冲刷和保持稳定的要求。对于上部较 缓边坡，处于全强风化带内，岩石内部剪应力 远小于正应力（全强风化带与弱风化带内部岩 体应力特征对照图见图１），山体经开挖后，应 力重新调整，经历一段时间调整后能够达到一 个新的自稳平衡状态。因此边坡加固主要是 坡总体形态为上缓下陡，上部边坡坡度从１：１ １：０．３，共分７级。各级边坡间设有马道，最 大宽度１５ｍ，最小宽度３ｍ。下部为直立墙深 ～槽，最大槽深６８．５ｍ。 船闸一期边坡大多处于全强风化带和弱 风化带上部，二期边坡大多处于弱风化带下部 和微风化带。岩性以闪云斜长花岗岩为主，含 有少量范围不大的片状捕掳体、中细粒花岗岩 脉、伟晶岩脉、辉绿岩脉和石英岩脉。 永久船闸直立墙上部边坡支护施工是下部 ．深槽开挖支护的必要条件，也是永久船闸竣工 后永久暴露在外面的部分。一期边坡喷锚支护 施工主要针对上部开挖后的永久边坡进行保 护，包括边坡加固施工和山体截、排水设施的完 善。工程进入二期施工后，主要针对不良地质 条件如断层、破碎带等需要先期加固处理，为后 期固结灌浆、锚索锚杆灌浆提供必要条件以及 保证施工安全而进行的辅助施工措施。 ２边坡喷锚支护设计原则 直立墙上部边坡支护措施主要针对以下 几种情况： １）在设计边坡整体稳定前提下，改善不利 坡形的应力状况； －起到防渗、防冲刷以及保证施工期安全的作 用。为此，主要采用喷砼进行防护。对于全强 风化带边坡采用挂网喷砼，对于弱风化带上部 边坡采用锚杆加素喷砼进行防护。 对于较陡边坡，一般处于弱风化带下部， 岩石内部剪应力较大，岩体内部约束力强，尤 其是台口开挖前处于高剪应力状态下，而开挖 后两面临空，应力释放严重。为防止岩体内部 应力集中和保持台口稳定，采用系统锚杆加固 台口后实施喷砼保护。在高陡边坡下部先采 用预应力锚索加固，后采用喷砼实施保护。不 同岩质边坡内部应力比照见图１。 对于边坡出露的潜在不稳定块体的支护 原则：ｌＯＯｍ３以下的小型块体，以普通砂浆锚 杆（长度一般为５～ｌＯｍ）锚固；ｌＯＯｍ３以上的 中大型块体，以预应力随机锚索加固为主，普 通砂浆锚杆加固为辅；岩石破碎带以锚杆加挂 网喷砼加固；大规模软弱断层，需掏槽回填砼 结合固结、回填灌浆加固，必要时增设锚索和 锚杆加固。‘ 引自１９９７年６月２５日“三峡永久船闸边坡临时支护典型支护模式（９７）长三联桩基（坡）字第ｌｌ号” 维普资讯 http://www.cqvip.com ４ 喷锚支护在三峡永久船闸边坡工程中的应用 眼３ Ｘ ３，孔径５ｃｍ），外包工业涤纶过滤布保 护。 （２）１：０．５～１：１边坡：采用全坡面挂网喷 砼保护，喷砼强度Ｃ２０，厚度１２ｃｍ。坡面排水 孔深７０ｃｍ，孔径０４６，倾角１０。向上。安装长 … ７０ｃｍ直径￣４０ＰＶＣ塑料花管（花管网眼３Ｘ ３， ０＂２ ０＂２ 弱风化岩 全强风化岩 图１不同岩质边坡开挖台口处应力分布特征对照图 （注：仃为正应和，ｒ为剪应力） ３支护时机的选择 边坡支护时机的选择对边坡支护效果和 施工质量、施工进度的影响至关重要。 处于全强风化带的上部较缓边坡要充分 考虑开挖爆破和施工区域气候的影响，选择尽 可能跟进紧凑的作业横道图，避免开挖后边坡 长期暴露而导致进一步风化和受到雨水冲刷 等不利因素的影响。 处于弱风化带下部的高陡边坡，实施开挖 下一个梯段，支护上一个梯段的原则，即下梯 段开挖结束后，进行上一梯段系统锚杆和系统 锚索造孔、安装。喷砼防护结合施工期安全需 要适当提前，施工中充分考虑开挖爆破对喷 砼、锚杆和锚索质量的影响。 ４支护参数选择 （１）１：０．５～１：０．３边坡：由于处于弱风化 带，加之台口受爆破影响产生松动，采用系统 锚杆（杆长５～８ｍ，直径为 ５的普通螺纹钢 筋）跟进加固可以防止裂隙进一步张开。对于 弱风化下部较陡边坡，开挖前后岩体内部应力 变化较大，对边坡稳定不利，采用系统锚索，改 善岩体内部应力集中，加强边坡整体稳定。局 部出露的潜在不稳定块体按照前述支护原则 实施。全坡面采用素喷砼保护，砼强度Ｃ２０， 厚度７～ｌＯｏｍ，水泥采用三峡普硅４２５＃。坡 面排水孔深３００ｃｍ，孔径０４６，倾角１０。向上。 安装长７０ｃｍ、直径４０ ＰＶＣ塑料花管（花管网 孔径５ｃｍ）＃ｂ包工业涤纶过滤布保护。 边坡典型支护断面见图２。 ５ 工程施工 ５．１喷射砼施工 施工工艺流程见图３。 ５．１．１施工机具特性砼喷射机主要采用国 产ＰＥ－一５Ｂ型机组，单机生产能力５ｍ３／ｈ，配 ＪＷＺ５０型强制式搅拌机，２０ｍ３／ｍｉｎ柴油空压 机。 ５．１．２喷射砼配合比水：水泥：砂：石：速凝 剂＝１８０：４３２：９９０：８１０：ｌ８．８ ５．１．３喷射施工控制要点 １）喷射顺序 自下而上分层喷射，分层宽 度一般为１．５～２ｍ，喷头以１００ ２００ｃｍ螺旋 直径在层间均匀移动，移动速率根据喷射效果 进行适当调整。 ２）喷射方向 喷头一般垂直于受喷面，并 稍向下部倾斜，以减少骨料回弹。 ３）喷射距离 喷头距受喷面距离一般 ０．８～１．Ｏｍ，可以有效控制回弹并保证喷射砼 有一定密实性。 ４）风压控制压力表读数控制在０．５ＭＰａ 左右，并保持相对稳定。能保证输料管内通 畅，骨料在喷头处能达到要求的喷射速率。 ５）水的控制 根据喷枪手的经验判断加 水量的大小，加水量以喷砼表面呈现粘粘糊 糊、表面平整、水亮光泽、骨料分布均匀时为合 适。 ５．１．４施工方法喷砼施工主要采用干喷法 （工艺流程如图３）。上部边坡采用搭设钢管排 架组织施工；直立墙上部高陡边坡采用悬空排 架或移动式吊篮形成喷射施工平台组织施工。 维普资讯 http://www.cqvip.com ２００２年第二期 总第８１期 水利水电施工 ５ 空压机一 堑 鸯 ３ 图 图２直立墙上部边坡典型支护部面 速凝剂 ５．２系统锚杆施工 ５．２．１工艺流程插杆一封孔。 ５．２．２机具选择１５０／１５型砂浆泵。 满。插杆要缓慢，同时注意孔口封堵。锚杆插 入后，在未达到设计龄期前，禁止摇晃，３ｄ内 禁止周边３０ｍ范围爆破作业。 ５．３坡面排水孔施工 施工机具选用国产７６５５汽腿手风钻，孔 排架搭设一钻孔一注浆一 钻孔选用国产７６５５汽腿 手风钻配２０ｍ３／ｍｉｎ柴油空压机；注浆采用 ５．２．３注浆材料及砂浆配合比灌浆材料采 斜偏差２。控制造孔，安装水管后以工业棉纱封 堵孔口，喷砼结束后取出堵塞物，疏通排水管。 用普硅４２５＃水泥，人工细砂，砂浆强度Ｍ３０， 砂浆配合比为水泥：砂：速凝剂＝１：２：２％。 ５．２．４控制要点造孔孔斜控制偏差２。以 ６结论 实践证明，永久船闸边坡喷锚支护参数设 计是合理的，支护时机的把握是准确的，通过 喷砼有效地实现了边坡减载、防渗和维持稳定 的功能，为工程的顺利进行提供了可靠的保 证。 内，孔内循环灌浆，以充满孔周围裂隙；如裂隙 较大而无法灌满时，采取变换浆液浓度，或以 砂浆堵塞孔周裂隙，以保证孔内灌注砂浆饱
