围岩分类法在某水电站发电洞围岩中的应用

明德巴依尔

【摘要】论述了新疆某水电站概况，地形地貌，地层岩性，地质构造，围岩分类方法在新疆某水电站发电洞中的应用等

【关键词】围岩分类；发电洞；水电站

1、工程概况

枢纽建筑物由大坝、导流洞兼泄洪洞、表孔泄洪洞、引水发电洞及厂房等组成。设计正常高水位752.0m，坝顶高程757m， 防浪墙顶高程758.20m，高约143m，总库容2.3亿m3，电站装机140MW，根椐《水利水电工程等级划分及洪水标准》SL252—2000规定，属大Ⅱ型（1）等工程，该工程以发电为主，兼有灌溉、防洪、养殖等综合效益。

2、地层岩性、地质构造

库坝区处于某河中下游峡谷段，两岸山体为侵蚀构造中低山地貌，海拔高程800～1300m。库区河谷段主要呈 “V”型，两岸谷坡较陡峻，零星分布Ⅰ～Ⅳ级阶地，阶地面宽度不大，Ⅰ、Ⅱ级阶地高程分别为629～631m、636～646m；Ⅲ、Ⅳ级阶地主要分布于左岸，阶地高程分别为664m、694m；现代河床宽40～180m左右，河床纵坡坡降5.33‰，正常蓄水位752m高程处，谷宽169～820m，迴水长度约18km。

库区出露的地层主要为石炭系下统喀拉齐斯组（C1k）、华力西中期侵入杂岩体（γ042c）及第四系（Q）。

石炭系下统喀拉齐斯组（C1k）：主要分布于上坝址的库坝区以上，岩性为灰绿、绿色火山岩，有石英钠长斑岩、石英斑岩及凝灰岩；沉积岩组成夹层有页岩、砂岩及砾岩。

库区位于中低山区峡谷内，无区域性大断裂通过。主要发育一组压性断层，破碎带宽1～3m，规模较小，影响范围不大。

3、发电洞

发电洞布置于左岸，发电洞长9.5公里，分布有Ⅱ～Ⅳ类围岩。发电洞在石英钠长斑岩、石英斑岩及凝灰岩、石英片岩中通过，岩体片理产状70°NW∠30°，中等坚硬。强风化层厚度1～4m，纵波波速1500～2500m/s；弱风化层厚度5～10m，纵波波速2500～4500m/s，巖体较完整；微风化～新鲜岩体纵波波速4500～5500m/s。发电洞径7.5m平底马蹄型断面，根据以下的5个围岩分类方法，发电洞长9.5公里围岩分类如下：其中Ⅱ类围岩2000m、Ⅲ类围岩7200m、Ⅳ围岩及断层300m。Ⅲ类围岩的施工隧洞采用挂网喷护+衬砌的复合支护形式，挂网钢筋直径为φ8mm，200×200mm，喷护厚度为15～20cm的C30混凝土，砂浆锚杆φ25mm，L=2.0m，2.5m，3m，3.5m，锚杆为系统锚杆和随机锚杆，砂浆锚杆间距1.5m， Ⅳ、Ⅴ围岩架设格棚钢拱架支护，间距1～2m，通过断层破碎段，架设超前锚杆或管棚，全洞衬砌C30钢筋混凝土，厚度0.25～0.45 m。

3.1 岩石强度程度评分（见表1）

3.2 岩体完整程度评分（见表2）

4、围岩稳定性评价方法

4.1 根据以上的2项指标来判定围岩类别，围岩分类是采用多因素，多指标的综合分类来评价围岩稳定性的一种方法。从初步分类到详细分类是一个从定性分析到定量分类。多种因素中围岩的强度是基础，岩体完整程度和结构面状态是决定因素。因此要采用综合勘察手段，为评价围岩稳定性取得较全面，较准确的资料。对岩体完整性的评分中，列出了确定围岩完整程度的完整性系数，节理体积数和RQD的定量值，以及它们之间的相互关系，但这个关系也是因地而异，因此必须根据本工程的实际情况采用综合对比方法来确定表征岩体完整性的各量之间的关系。

4.2 根据“水利水电工程地质勘察规范GB 50487-2008”，评价围岩稳定性，并作为确定支护类型的依据，其标准是：Ⅰ类围岩稳定，围岩可长期稳定，一般无不稳定块体。Ⅱ类围岩基本稳定，围岩整体稳定，不会产生塑性变形，局部可能产生掉块。不支护和局部锚杆或喷薄层混凝土。大跨度时，喷混凝土，系统锚杆钢筋网支护。Ⅲ类围岩局部稳定性差，围岩强度不足，局部会产生塑性变形，不支护可能产生塌方或变形破坏。完整的软岩，可能暂时稳定。Ⅳ类围岩不稳定，围岩自稳时间很短，规模较大的各种变形和破坏度可能产生。Ⅴ类围岩极不稳定，围岩不能自稳，变形破坏严重。

结束语

本文系统的总结了水利水电工程中围岩稳定性评价的5个指标以及确定支护类型的依据、标准等。采用围岩稳定性评价方法判定某电站发电洞长9.5公里围岩分类，经过施工开挖后得出的结论是基本符合实际，误差自然存在，但比较小，说明一个较符合地下工程实际情况的围岩分类能为设计、施工提供科学依据。如果围岩分类不合理除了增加工程造价，可能引起重大设计变更，对工程的影响特别大。围岩的分类是水利水电建设中很重要的课题，它直接影响着工程的设计，处理，安全，造价和建设速度，支护方法等。由于隧洞的地质情况受多方面制约，勘察设计阶段的地质调查和施工开挖结果不一定相符，必须加强地质预报和预测工作，对可能发生不稳定地段采取有效措施，避免事故发生，加快工程进度。

参考文献：

[1]水利水电施工地质勘察规范 GB50487-2008，中国计划出版社出版 2009年7月

[2]}新疆某电站地质报告 2012年8月