周 敏，杨根录，周建兵

(中国三峡建设管理有限公司，四川 成都 610000)

向家坝水电站是金沙江下游河段规划的最末一个梯级，坝址位于四川省宜宾县和云南省水富县交界处。工程的开发任务以发电为主，同时改善航运条件，兼顾防洪、灌溉，并具有拦沙和对溪洛渡水电站进行反调节等作用[1]。

左岸护岸水毁部位位于向家坝左岸导流明渠下游末端位置，护坡经长期运行，在2012年汛期局部发生垮塌，于2013年三期临时围堰下基坑道路施工时被发现，混凝土面板以下坡体被掏空，面板损坏，上下游方向长约22.3 m，缺口周边混凝土面板亦存在一定的沉降变形，底部预计在江水位以下。为确保岸坡护岸稳定，后期通航不受影响，进行了勘查和修复处理。

1 地质勘查与原因分析

因水毁部位大部分被下基坑道路覆盖，向家坝工程建设部及时组织勘查单位在已发现水毁区周边布置地质勘查孔，对破坏范围和程度进行了补充勘查(见图1)。结果显示，上游侧各孔层次结构正常，混凝土厚度合理，基岩较完整，基岩顶面高程与原素描图反映的开挖情况基本相符，也未出现掉钻等异常现象，说明护坡结构基本未损坏。中间水毁区勘查孔部分没有揭露钢筋混凝土或混凝土厚度相差较大，且多孔出现掉钻现象，说明水毁段的护坡趾板大多已冲毁，面板下已掏空，面板已破裂，大部分已垮塌。下游侧各孔揭露钢筋混凝土的位置与原护坡设计图基本一致，但部分孔出现了掉钻现象，说明该部位混凝土护脚墙基本未损坏，但墙下土夹石基础已被掏涮，局部已形成架空。

图1 水毁部位图

根据勘查情况结合原护坡施工资料进行分析表明，原护坡坡脚挡墙基本处在基岩上，但地基岩石为紫红色泥岩夹灰白色粉砂岩，呈强偏中等风化，在江水不断冲刷下，坡脚混凝土挡墙基础被掏空，混凝土面板在自重及江水冲击以及下基坑施工道路填筑对护坡的重压下不断破裂、垮塌。

2 修复方案制定介绍

2.1 方案比选

根据地质勘查结果，初步制定了3个备选方案：方案1是沿水毁区缺口弧形顶口面布置单排联排桩，上下游延伸到未受影响位置，在联排桩外侧抛填大块石进行压脚护坡，在桩内侧面板上钻孔并灌注自密实混凝土，回填塌陷空腔；方案2是将水毁区部位开挖至基岩(或完好面板)，在高程260.0 m布置单排联排桩，内侧按原坡比立模浇筑水下混凝土；方案3是将水毁区部位开挖至基岩(或完好面板)，坡脚底板开挖搭接平台，开挖区域按原坡比和底板高程立模浇筑水下混凝土，塌空区用自密实混凝土填实。

由于3种方案均不能在汛前施工完成，确保安全度汛以及防止水毁部位范围不进一步扩大和减少与下基坑道路的干扰是选定方案的重点，方案2和方案3，可恢复到原设计护岸形态，保证护岸的整体协调性。但是，需对冲毁部位进行大范围水下开挖，下基坑道路全部中断。水下清基和浇筑混凝土，施工难度大，质量难以保证。而方案1只对局部进行开挖，下基坑道路受干扰小，存在联排桩施工需利用现有临时道路作为施工平台，对交通略有干扰，但联排桩需向上下游延伸，对现有完好面板形成机械损伤。因此，方案1相对较优。

2.2 方案介绍

2.2.1 主要设计指标

灌注桩：设计桩径1.6 m，桩间距1.7 m，桩底高程245 m，桩长24 m，混凝土强度等级为C30，入槽坍落度20～24 cm，扩散度34～40 cm。

灌浆： 灌浆材料采用普通高抗硫酸盐水泥，灌浆孔孔径为76 mm，排距1 m、孔距1.5 m，A区终孔高程245.5 m，C区终孔高程255 m。

排水孔：管径76 mm，仰角10°，孔深10 m，入岩土体深度5 m。

2.2.2 实施方案

水毁段修复部位自上游至下游分为A、B、C三个区，见图2所示：A区、C区为灌浆处理区，布置低压灌浆孔，分别对上下游面板进行加固；B区为水毁区域，采用灌注桩+混凝土承台进行基础加固；对承台以上面板进行修复，面板以下脱空的情况根据检查情况进行回填固结处理。

图2 修复方案平面布置图

3 修复施工工艺

3.1 项目特点和难点

本项目主要特点和难点有以下几方面。

1)安全风险高、施工难度大。由于本项目位于向家坝下游引航道末端，处于江水回流区，加上修复施工要在斜坡面上进行，不仅作业面狭窄，而且要临江作业，整体管控难度极大。

2)项目繁多、相互干扰大。修复过程涉及控制性灌浆、灌注桩、混凝土、排水孔和淘空区回填等项目，相互交叉影响，且与三期临时围堰下基坑道路施工相互制约，对施工组织和技术要求高。

3)施工质量要求高。该部位今后将长期受到江水冲刷，目前借助于下基坑道路可形成施工平台进行干地施工，后续若再次水毁破坏，修复难度将加大，因此，要确保修复质量。

3.2 修复施工工艺流程

首先利用下基坑道路形成施工平台，然后进行水毁区B区灌注桩施工，原则在不影响的情况下，可同步组织进行A区和C区灌浆孔施工(见图3、图4)。待灌注桩施工完成且强度达到70%后进行淘空区回填、灌注桩承台及护坡混凝土施工，最后进行排水孔施工。见图5所示。

图3 A区灌浆孔典型断面图

图4 C区灌浆孔典型断面图

图5 修复施工工艺流程图

灌注桩主要质量控制指标包括：成孔直径不得小于设计桩径，桩身垂直度允许偏差1.0%，桩位允许偏差不大于100 mm，桩底残留土厚度不超过20 cm。施工工艺流程见图6所示。

图6 灌注桩施工工艺流程图

A、C区灌浆施工覆盖层采用跟管钻进，主要质量控制指标包括：孔位误差不超过±5 cm；终孔孔体偏差应≤0.23 m；孔斜不大于1%；抬动控制标准为累计抬动不超过200 μm。施工工艺流程见图7所示。

图7 灌浆施工工艺流程图

3.3 异常情况处理

1)灌浆施工异常情况处理。灌浆过程主要异常情况包括注入量大、串浆和灌浆中断等情况，处理措施主要为：如遇注入率大、灌浆难以正常结束的孔段时，应采用低压、浓浆、限流、限量、间歇灌浆法灌注，处理后进行待凝，待凝后再重新扫孔、复灌[2]；如串浆孔具备灌浆条件时，应“一泵一孔”同时进行灌浆。否则，应堵塞串浆孔，待灌浆孔灌浆结束后，再对串浆孔进行扫孔、冲洗后继续钻进或灌浆；中断灌浆后，应尽快恢复灌浆，恢复灌浆时使用开灌水灰比浆液灌注，如恢复灌浆后，注入率较中断前减少很多，且在短时间内停止吸浆，应根据实际情况，研究制定专项措施。

2)灌注桩施工异常情况处理。灌注桩施工过程中主要异常情况包括漏浆、堵塞导管和塌孔等情况，处理措施主要为：若发生漏浆，采用回填粘性土料加片石并用钻头冲击挤压密实，或采用回填膨胀粉、草末、稻壳、石灰、孔底注水泥浓浆、灌注低标号混凝土等方式堵塞架空层；若发生堵管，使用冲击钻吊具将导管吊起，用钻机的最小冲程给导管施加抖动，同时不断注入混凝土。如混凝土仍无法灌入则将钢筋笼提出，使用冲击钻在原孔位重新钻凿成孔；若发生塌孔，采用渣土料回填槽孔至塌孔位置以上1.5m，再用冲击钻机夯实，挤密孔壁。若塌孔较严重，可采用直升导管法回填灌筑低标号混凝土填平，重新造孔[3]；当导管被埋时，采用液压千斤顶配以担梁将导管提出，然后重新下设导管，并用小抽筒将导管内泥浆抽出后继续浇筑混凝土。

4 成果检查

施工完成后，采取声波透射法和低应变法[4]对25根灌注桩进行桩身完整性检测，检查结果显示：灌注桩主要为Ⅰ类桩，少量Ⅱ类桩，Ⅲ类桩轻微缺陷主要表现为桩头强度略低，但不会影响桩身结构承载力的正常发挥，无Ⅲ、Ⅳ类桩，灌注桩施工质量满足设计要求。A、C灌浆区经灌后压水检查，透水率满足设计和规范要求。

5 结 语

水毁破坏在水利工程中较为常见，修复方案的制定因破坏形式、范围和程度等因素的差异而不同。本工程修复涵盖了桩基、灌浆和混凝土等众多项目，具有干扰因素多、施工难度大、安全风险高等特点，典型性较强，项目完工验收至今，经多年实践检验，证明了修复方案是可行的，修复结果是成功的。为此，本文从地质勘查、方案比选制定到现场组织实施、质量检查等全过程，总结介绍了工程的修复经验，希望能为类似工程的实施提供参考。