【文摘】刘家坪电站压力钢管系露天布设，其14号镇墩因基础不稳产生位移，经分析原因决定采用垂直锚固方案加固，施工无须开挖表层山坡，方便快捷，安全可靠。【主题词】引水系统露天压力水管镇墩基础锚固施工方法1电站基本情况刘家坪水电站位于湖南省沅江水系溆水支流黄沙河中部，1984年动工，1986年竣工投产。刘家坪水电站拥有1个多年调节的水库，集雨面积56km2，水库库容3280万m3，系黄沙河的龙头水库。下游梯级开发的步鳌电站100的水量和芹江水电站70的水量由该水库调节。水库坝高41m。电站总装机3×5500kW。露天布设压力钢管，采用三机一管供水方式，设计水头508m，全长1380m，直径1.25m，引用流量4.8m3/s。沿管线设计20个浆砌石重力镇墩。214号镇墩移位状况1997年4月，工程安全巡视员发现14号镇墩移位严重，经实地检测镇墩已经垂直下沉90mm，水平前移110mm，左移50mm，上部伸缩节沿轴线下滑160mm，14号至上部15号间压力钢管轴线长86m，中间管轴线偏离设计中心线80mm。镇墩与上部3号支墩间有多道开口向下的抛物线裂纹。裂纹宽度10mm～20mm。电站立即停止运行，下游梯级电站同时关机。3镇墩移位原因3.1地形地质因素刘家坪水电站整个工程项目修建在花岗岩地区，表层风化严重，压力钢管布置在高差850m的山坡上，山坡的下半部是风化多年的堆积体，14号镇墩就布置在这个堆积体上面。建墩时没有清基到新鲜基岩，也没有作其他处理。3.2水文因素14号镇墩建成后，雨季山坡排水不畅，冲刷了镇墩基础。周围水田继续耕作，离镇墩太近，田水长期浸泡镇墩基础，造成镇墩底部泥化，使镇墩失去了稳定。3.3内力因素工程建成后，其压力钢管重量、水体重量和镇墩重量计600t，电站运行时对镇墩最不利组合的动荷载约100t。使镇墩底部应力集中，加剧了基础条件的恶化，加速了镇墩的移位变形。4加固方案4.1水平锚固方案人工拆除原有镇墩，以原设计镇墩中心为中心，向山体水平方向分45°角开挖两个锚孔，锚孔断面1.5×1(m2)，锚孔内回填钢筋混凝土。按悬臂梁设计配筋，锚孔潜入新鲜基岩4m。下与基岩作刚性连接，上与钢管作铰接处理。该方案优点是刚性大，锚固可靠。缺点是因地质复杂使开挖处理时间长，造价昂贵，停电损失大；同时因爆破量大容易造成更大的塌方祸及其它镇墩，且离厂区较近，可能造成设备损坏和人员伤亡事故。4.2垂直锚固方案人工拆除镇墩后，在墩基面垂直布设4组锚孔，每组用钻机钻5个φ127mm孔，在孔内布置导管，导管内布设足够的钢筋，然后灌满水泥浆，使每组的5个锚孔固结成1个锚桩。锚桩下部钻入基岩4m，上部露出90mm，与刚性支架焊接，刚性支架与压力钢管连接。此方案优点是没有表层山坡开挖，安全可靠，施工无干扰，方便快捷。但施工设备要求高，技术指标很严。经综合比较，最后确定采用垂直锚固方案。5实施步骤5.1锚前准备第一是设备、物质、材料及资金准备，同时着手固定钢管，然后人工拆除镇墩浆砌石，特别抓好施工排水，保证施工工作面的安全。5.2钻孔布筋根据地质钻探补充资料分析，该镇墩下部堆积厚度平均21m。锚孔贯入基岩4m。钻孔平均深度必须满足25m以上。布孔个数及钢筋总数必须满足原设计受力要求。经计算每孔布设φ127mm导管1根，管内布设3组625螺纹钢筋共9根。每根锚桩有φ25螺纹钢筋45根，共布设4根锚桩。5.3压力灌浆在锚孔导管内布下钢筋后，用灌浆机加压(逐步升压)至4kg，灌注水泥浆使其在底部扩散达到固结锚桩基础的目的。在每组锚孔中心布设灌浆孔，将5个锚孔固结成1个锚桩。5.4钢架制作根据受力要求、钢架用75角钢焊接组成，下部与锚桩中的螺纹筋焊成整体，两者间浇注1.5m厚的钢筋混凝土，锚桩钢筋伸人混凝土腹部900mm，以防止应力集中。上部与钢管连接。二者间布设3组能箍住压力钢管的半圆环，上半圆盖住钢管，下半圆固定在钢架上，上下半圆由螺栓连接。5.5钢管复位及金结保护钢管已经沿轴线下滑160mm，而该段轴向重力分力为60t，支墩处摩擦力30t，伸缩节阻力计10t，轴向合计100t，选用3个50t的液压千斤顶和3个10t的手动葫芦进行上下复位和左右矫正。然后螺栓固定管身。对裸露的全部金结部位去锈后喷防锈漆和保护漆3遍。6结语14号镇墩经过40天时间的紧张抢修于1997年6月中旬投入运行。现已不间断地运行了3年半时间。通过对镇墩控制点的多次监测，压力管伸缩节伸缩自如，镇墩地质未见变化，刘家坪水电站、步鳌水电站和芹江水电站全部投入满负荷运行，镇墩移位处理效果令人满意。