多诺水电站进水口边坡支护处理措施
2012-04-15李廷友
黄 刚,李廷友
(中国水电顾问集团成都勘测设计研究院,四川 成都 610072)
1 前 言
多诺水电站位于四川省九寨沟县白水江流域一级支流黑河上游,属黑河~白水江水电规划一库七级方案中的龙头电站。首部枢纽由112m高的混凝土面板堆石坝、进水口、泄洪洞、导流洞(放空洞)等建筑物构成。水库正常蓄水位2 370m,总库容5 622万m3;利用水头350m,装机容量100MW。
电站进水口布置于黑河右岸条形山脊前沿,距坝址约1km,边坡于2010年1月初开挖, 2011年4月完成支护处理。在开挖期间2 330m高程洞轴线上游多次发生塌方,形成顺坡向深约10m的凹槽,局部已形成倒悬体,针对该情况,设计、监理及施工单位多次在现场研究处理方案。
2 基本地质条件
进水口洞脸边坡顶部开口线高程约为2 350m,边坡开挖高度约42m。开挖揭示,地表30~50cm为崩坡积块碎石,以下为基岩斜坡。2 350~2 333m高程岩性以薄层状板岩夹中层状砂岩为主,岩体风化卸荷强烈,以强风化岩体为主,强风化水平深度15~20m,结构松散,散体结构,边坡开挖坡比为1∶1~1∶1.2,局部稍陡,坡体稳定性较差。2 333~2 308m高程下游侧岩性为中厚层砂岩夹少量薄层板岩,岩层产状为N40°W/SW∠60°~70°,岩体弱风化、强卸荷,卸荷宽度一般5~10cm,充填次生泥及少量
岩屑,边坡开挖坡比为1∶0.75;上游侧岩性为中厚层砂岩夹少量薄层板岩为主,岩层产状为N40°W/SW∠60°~70°,岩体以弱风化、强卸荷为主,局部强风化岩体发育,层状~碎裂结构,局部散体结构,岩体风化卸荷较下游侧强烈,岩体破碎。坡体除层面裂隙较发育外,另发育三组优势节理:①N60°E/NW∠65°,间距60~120cm,迹长大于3m,平糙;②N30°~50°W/NE∠80°,间距20~40cm,迹长1~5m,起糙;③N40°W/SW∠60°,迹长30~60cm,起糙。
3 稳定性分析评价
2 333m高程以上边坡岩性以薄层状板岩夹中层状砂岩为主,岩体风化卸荷强烈,以强风化岩体为主,结构松散,散体结构,边坡开挖坡比为1∶1~1∶1.2,局部稍陡,边坡稳定性由岩体强度控制,坡体稳定性差。
2 333m高程以下上游侧岩体以弱风化、强卸荷为主,局部强风化岩体发育,层状~碎裂结构,局部散体结构,边坡稳定性主要由岩体强度控制,坡体稳定性差。
2 333m高程以下下游侧岩性为中厚层砂岩夹少量薄层板岩,岩层产状为N40°W/SW∠60°~70°,岩体弱风化、强卸荷,卸荷宽度一般5~10cm,充填次生泥及少量岩屑,边坡开挖坡比为1∶0.75,层面与坡面大角度相交,边坡为横向坡,坡体主要受岩层层面及随机裂隙控制,边坡整体基本稳定,局部稳定性差。
4 支护处理措施
根据以上对稳定性分析的定性判断,并针对进水口边坡多次垮塌的实际情况,作出如下支护处理措施。
(1)对洞脸边坡中上部形成的凸出楔形块体松动部分予以清除,尽量使该部分与上游坡面平顺连接。
(2)对2 330m高程以下凹槽部分增设混凝土框格梁,在2 330m高程的框格梁节点布设一排锚索共7根(L=20m,P=1 000kN,间距6m),目的是将2 333m高程以上强风化岩体锁住,框格梁其余节点布设锚筋束3φ25,L=9m,框格梁中间布设锚杆φ25,L=6m。
(3)对2 330m高程以上采用挂钢筋网φ8,20cm×20cm,锚筋束与锚杆间隔布设,间、排距1.5m,锚筋束采用3φ25,L=9.0m,梅花形布置,锚杆采用自进式锚杆φ25,L=6.0m,梅花形布置。
2 330m高程以下上、下游侧坡采用挂钢筋网φ8,20cm×20cm,锚筋束与锚杆间隔布设,间、排距1.5m。锚筋束采用3φ25,L=9.0m,梅花形布置;锚杆采用φ25,L=6.0m,梅花形布置。
5 监测成果分析
从布设的三点式位移计监测成果和物理量过程线变化规律分析,观测位移量在-77.47~51.01mm之间,没有出现异常的变形量突变,变形量小,边坡处于稳定状态。
从布设的锚杆应力计监测成果和物理量过程线变化规律分析,观测到应力达到169.3MPa,已趋于稳定,与上月变化不大。
6 结束语
(1)2 333m高程以上岩体风化卸荷强烈,以强风化岩体为主,结构松散,散体结构,坡体稳定性由岩体强度控制,坡体稳定性差。
(2)2 333m高程以下上游侧岩体以弱风化、强卸荷为主,局部强风化岩体发育,层状~碎裂结构,局部散体结构,坡体稳定性仍由岩体强度控制,坡体稳定性较差。
(3)2 333m高程以下下游侧岩体弱风化、强卸荷,层面与坡面大角度相交,边坡为横向坡,坡体主要受岩层层面及随机裂隙控制,边坡整体基本稳定,局部稳定性差。
(4)据边坡稳定性分析,除2 330m高程以下凹槽部分采用框格梁+锚索(锚筋束)支护外,其余边坡均采用挂钢筋网+锚筋束(锚杆)进行系统支护。
(5)监测成果表明,对进水口边坡实施以上支护措施后,边坡尚未出现变形异常,变形量较小,边坡处于稳定状态。