浅淡微型钢管桩在水库岸坡治理中的应用

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1、浅淡微型钢管桩在水库岸坡治理中的应用大唐雅安电力开发有限公司王友春摘要：随着水能资源大力开发，在遍布中国大小河流上陆续修建了不计其数大的中型水库，同时，随着工程运行时间增长，水库堤防及岸坡病险状况逐步显现，受地理环境、地质地形、交通条件和机械设备限制，损坏岸坡治理难度较大。作者在长期电站建设及运行管理过程中，不断摸索，总结出了在现场资源受限、大型施工机械很难到达的情况下，施工成木相对较低的小型钢管桩处理水库岸坡方法。木文通过小口径钢管桩在洪雅城东电站水库堤防岸坡水毁工程治理中的应用介绍，为其它类似工程治理提供参考。关键词：水

2、库堤防；损毁治理；微型钢管桩1工程概况1.1基木情况城东电站位于四川省洪雅县境内的岷江水系右岸二级支流青衣江中游,是青衣江干流水电规划八级中的第五级，属低水头河床式电站，工程开发的主要任务是发电，其次为防洪和灌溉，电站装机容量84MW。工程由库区左右岸防洪堤（副坝）、拦河闸坝（3孔冲砂闸、17孔泄洪闸）、发电厂房及长尾水渠（3.5KM）组成。工程设计洪水流量为16300m3/s,校核洪水流量为21100m3/s。工程于2000年建成投入运行。库区左岸为II、III级阶地，建有2km长防洪堤，其中0+000〜0+560m为碾压

3、砂卵石坝，0+560〜2+150为护岸式防洪堤。左岸防洪堤为砂卵石基础，堤基埋深按抗冲刷设计，置于砂卵砾石层1.5〜3.0m,堤身最大高度17m，迎水面坡比1:1.75,采用浆砌卵石护面，堤顶宽度2.5m,砼防浪墙高1.2m。1.2水库运行方式城东电站水库是单纯以发电为主的不完全日调节水库，水库正常蓄水位451.00m,水库相应库容1700万m3;调节库容240万m3,正常运行水位变幅为451〜448m，机组允许最低运行水位446.5m，死水位446.00m。2工程损坏情况2.1损坏情况及加固情况工程在运行过程中，1+048

4、〜1+190段混凝土护坡基础及450m高程以下100#砼砌卵石面板曾在2003年垮塌，由于受交通条件和水库无法彻底放空限制，当吋采用铅丝笼装卵石，表面浇筑砼（砼仅限于水面以上）方式进行补强加固，在后续运行过程中，为减少水流冲刷影响，曾于2005年、2007年抛填砼四面体。2014年3月底，该部位铅丝笼卵石因锈蚀断裂，修补坡面再次出现损毁。损坏后坡面见图1。2.2损毁原因经查阅相关设计图纸并结合施工和历年运行资料综合分析：该段护岸砼基础置于砂卵石地层，未深入基岩，属悬浮式砼齿槽，II埋深较浅，垮塌部位处于主河床的顶冲段，主汛期

5、河道发生大洪水吋，电站在停机拉砂吋水库水位较低（447.50m左右），洪水流速较快，长期冲刷作用下，基础下部砂卵石被冲走，基础不断出现变形下沉，最终断裂，进而导致堤身变形失稳，坡面损坏。3修复方案确定根据护岸坍塌后水下地形测量成果揭示，近坡脚最低高程为441.50m，当水库正常水位451.0m运行吋，最大水深达9米，水库降低至少446.50m运行吋，水深也达5m左右。若按照常规围堰施工，除施工吋段相对较长，无法满足防汛要求,为降低施工难度，水库水位还将降低至死水位运行,造成全站停机，带来严重的电量和经济损失。同吋，损毁岸坡周

6、边10KM范围内均无用于填筑围堰的砂石料，需外购，成本太高；另外，损毁段与外界仅有一条3m宽村道连接，不具备大型施工机具进出场条件。因此，常规围堰施工形式不能满足现场要求。从现场施工条件和施工吋间等方面综合考虑，最终确定选用施工吋间短、人型号机械设备使用少、材料消耗量少且投资较省的微形钢管桩加固方案。经现场试验，桩身选择DN80无缝钢管，壁厚4mrm钢管桩布置沿堤轴线两排梅花型布置，排间距100cm、纵向间距120cm,施工过程中根据现场实际情况进行增加与调整。为便于桩顶承台梁形成，内侧桩沿坡面位置以最低水位线以下50cm高

7、程控制，外侧桩在坡面位置可降至445m左右。钢管桩顶部浇筑120*70cm的钢筋砼梁形成承重基础，最后浇筑砼修复边坡。4打桩施工4.1打桩设备选择受现场施工条件和进场交通条件限制，常用的打桩机机械设备无法进入施工现场，同吋堤顶距离打桩部位水平距离尚有15m左右，常规打桩机械也不适用于该部位。因此，打桩设备选择从满足打桩冲击动能和冲击频率、适应库区水位频繁变化以及适应现场狭窄道路进出场要求，结合库区已冇采沙船作业实际,最终选定了采用PC200挖掘机加冲击锤头作为打桩机具，挖掘机放置在50吨采沙船上，以适应水库水位频繁变化要求。

8、4.2打桩准备4.2.1钢管加工钢管桩采用单根长度为9m,壁厚4mm的DN80无缝钢管，为易于入桩，桩尖通过剖口切割后焊接为锥形，剖口切割长度8CM，桩尖锥角30度。4.2.2桩帽加工打桩机械采用带锤头的挖掘机，打桩过程中，极易造成桩顶破坏，因此，需对桩顶进行加固处理，增强其承受冲击荷载的