黃 剛,李廷友
(中國水電顧問集團成都勘測設(shè)計研究院,四川 成都 610072)
多諾水電站位于四川省九寨溝縣白水江流域一級支流黑河上游,屬黑河~白水江水電規(guī)劃一庫七級方案中的龍頭電站。首部樞紐由112m高的混凝土面板堆石壩、進水口、泄洪洞、導(dǎo)流洞(放空洞)等建筑物構(gòu)成。水庫正常蓄水位2 370m,總庫容5 622萬m3;利用水頭350m,裝機容量100MW。
電站進水口布置于黑河右岸條形山脊前沿,距壩址約1km,邊坡于2010年1月初開挖, 2011年4月完成支護處理。在開挖期間2 330m高程洞軸線上游多次發(fā)生塌方,形成順坡向深約10m的凹槽,局部已形成倒懸體,針對該情況,設(shè)計、監(jiān)理及施工單位多次在現(xiàn)場研究處理方案。
進水口洞臉邊坡頂部開口線高程約為2 350m,邊坡開挖高度約42m。開挖揭示,地表30~50cm為崩坡積塊碎石,以下為基巖斜坡。2 350~2 333m高程巖性以薄層狀板巖夾中層狀砂巖為主,巖體風(fēng)化卸荷強烈,以強風(fēng)化巖體為主,強風(fēng)化水平深度15~20m,結(jié)構(gòu)松散,散體結(jié)構(gòu),邊坡開挖坡比為1∶1~1∶1.2,局部稍陡,坡體穩(wěn)定性較差。2 333~2 308m高程下游側(cè)巖性為中厚層砂巖夾少量薄層板巖,巖層產(chǎn)狀為N40°W/SW∠60°~70°,巖體弱風(fēng)化、強卸荷,卸荷寬度一般5~10cm,充填次生泥及少量
巖屑,邊坡開挖坡比為1∶0.75;上游側(cè)巖性為中厚層砂巖夾少量薄層板巖為主,巖層產(chǎn)狀為N40°W/SW∠60°~70°,巖體以弱風(fēng)化、強卸荷為主,局部強風(fēng)化巖體發(fā)育,層狀~碎裂結(jié)構(gòu),局部散體結(jié)構(gòu),巖體風(fēng)化卸荷較下游側(cè)強烈,巖體破碎。坡體除層面裂隙較發(fā)育外,另發(fā)育三組優(yōu)勢節(jié)理:①N60°E/NW∠65°,間距60~120cm,跡長大于3m,平糙;②N30°~50°W/NE∠80°,間距20~40cm,跡長1~5m,起糙;③N40°W/SW∠60°,跡長30~60cm,起糙。
2 333m高程以上邊坡巖性以薄層狀板巖夾中層狀砂巖為主,巖體風(fēng)化卸荷強烈,以強風(fēng)化巖體為主,結(jié)構(gòu)松散,散體結(jié)構(gòu),邊坡開挖坡比為1∶1~1∶1.2,局部稍陡,邊坡穩(wěn)定性由巖體強度控制,坡體穩(wěn)定性差。
2 333m高程以下上游側(cè)巖體以弱風(fēng)化、強卸荷為主,局部強風(fēng)化巖體發(fā)育,層狀~碎裂結(jié)構(gòu),局部散體結(jié)構(gòu),邊坡穩(wěn)定性主要由巖體強度控制,坡體穩(wěn)定性差。
2 333m高程以下下游側(cè)巖性為中厚層砂巖夾少量薄層板巖,巖層產(chǎn)狀為N40°W/SW∠60°~70°,巖體弱風(fēng)化、強卸荷,卸荷寬度一般5~10cm,充填次生泥及少量巖屑,邊坡開挖坡比為1∶0.75,層面與坡面大角度相交,邊坡為橫向坡,坡體主要受巖層層面及隨機裂隙控制,邊坡整體基本穩(wěn)定,局部穩(wěn)定性差。
根據(jù)以上對穩(wěn)定性分析的定性判斷,并針對進水口邊坡多次垮塌的實際情況,作出如下支護處理措施。
(1)對洞臉邊坡中上部形成的凸出楔形塊體松動部分予以清除,盡量使該部分與上游坡面平順連接。
(2)對2 330m高程以下凹槽部分增設(shè)混凝土框格梁,在2 330m高程的框格梁節(jié)點布設(shè)一排錨索共7根(L=20m,P=1 000kN,間距6m),目的是將2 333m高程以上強風(fēng)化巖體鎖住,框格梁其余節(jié)點布設(shè)錨筋束3φ25,L=9m,框格梁中間布設(shè)錨桿φ25,L=6m。
(3)對2 330m高程以上采用掛鋼筋網(wǎng)φ8,20cm×20cm,錨筋束與錨桿間隔布設(shè),間、排距1.5m,錨筋束采用3φ25,L=9.0m,梅花形布置,錨桿采用自進式錨桿φ25,L=6.0m,梅花形布置。
2 330m高程以下上、下游側(cè)坡采用掛鋼筋網(wǎng)φ8,20cm×20cm,錨筋束與錨桿間隔布設(shè),間、排距1.5m。錨筋束采用3φ25,L=9.0m,梅花形布置;錨桿采用φ25,L=6.0m,梅花形布置。
從布設(shè)的三點式位移計監(jiān)測成果和物理量過程線變化規(guī)律分析,觀測位移量在-77.47~51.01mm之間,沒有出現(xiàn)異常的變形量突變,變形量小,邊坡處于穩(wěn)定狀態(tài)。
從布設(shè)的錨桿應(yīng)力計監(jiān)測成果和物理量過程線變化規(guī)律分析,觀測到應(yīng)力達到169.3MPa,已趨于穩(wěn)定,與上月變化不大。
(1)2 333m高程以上巖體風(fēng)化卸荷強烈,以強風(fēng)化巖體為主,結(jié)構(gòu)松散,散體結(jié)構(gòu),坡體穩(wěn)定性由巖體強度控制,坡體穩(wěn)定性差。
(2)2 333m高程以下上游側(cè)巖體以弱風(fēng)化、強卸荷為主,局部強風(fēng)化巖體發(fā)育,層狀~碎裂結(jié)構(gòu),局部散體結(jié)構(gòu),坡體穩(wěn)定性仍由巖體強度控制,坡體穩(wěn)定性較差。
(3)2 333m高程以下下游側(cè)巖體弱風(fēng)化、強卸荷,層面與坡面大角度相交,邊坡為橫向坡,坡體主要受巖層層面及隨機裂隙控制,邊坡整體基本穩(wěn)定,局部穩(wěn)定性差。
(4)據(jù)邊坡穩(wěn)定性分析,除2 330m高程以下凹槽部分采用框格梁+錨索(錨筋束)支護外,其余邊坡均采用掛鋼筋網(wǎng)+錨筋束(錨桿)進行系統(tǒng)支護。
(5)監(jiān)測成果表明,對進水口邊坡實施以上支護措施后,邊坡尚未出現(xiàn)變形異常,變形量較小,邊坡處于穩(wěn)定狀態(tài)。