二滩水电站泄洪洞进口边坡支护
2008-01-16 15:52:56 来源：
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电力18讯： 摘 要：二滩水电站右岸泄洪洞进口开挖的高边坡，通过优化设计，以及对边坡的支护形式和参数的修改完善，能适应岩体的地质条件和受力条件。对于因各种原因引起的塌方，通过对塌方形成机理和岩体稳定条件的分析，采用技术可行、经济合理和工期有利的措施进行加固，稳定了塌方周围的岩体，保证了高达130 m的泄洪洞进口边坡在施工过程中和水库蓄水运行后的长期稳定。
关键词：泄洪隧洞；开挖；高边坡；边坡支护；锚杆；二滩水电站
1 前 言
二滩水电站右岸的两条无压泄洪洞进口底板高程1165m，断面尺寸13m×15m，长度分别为848m和1 129m，在1200m水位时的设计泄洪流量2×3 700m3／s，为枢纽百年一遇洪水下泄流量的50％，或千年一遇设计下泄流量的1／3。泄洪洞进口边坡最大开挖高度130m，总开挖量66万m3，为二滩水电站的十大高边坡之一。该部位地质条件复杂，而且开挖后的边坡处于三面临空状态，因此泄洪洞进口边坡的稳定是关系到泄洪洞能否长期安全运行的关键，也是整个枢纽能否正常安全运行的关键。
根据合同文件的规定，泄洪洞进口的开挖、边坡支护、结构混凝土，以及闸门和启闭机的安装工程由以意大利英波吉诺公司为责任方的二滩联营体施工，洞身和出口的开挖、支护和混凝土浇筑由以德国菲利普・霍尔兹曼为责任公司的中德二滩联营体施工。
2 泄洪洞进口的地质条件
泄洪洞进口位于拱坝右岸坝肩上游二滩沟下游侧谷坡，自然地形坡度35°～40°，山体被雅砻江和二滩沟切割形成鼻梁状凸出的山脊，两面临空，浅表层岩体破碎，风化强烈，卸荷松弛明显。该区岩体以细粒杏仁状玄武岩（P2β1＋2）为主，局部有细粒正长岩脉（分布在外侧边墙0＋020上游并斜穿进水闸室和进水平台）和凝灰玄武岩（分布在1260m高程附近，倾向坡内）出露。由于进水平台开挖深度大（1号洞轴线处为114m，2号洞轴线处为126m），全强风化带（F级岩体）已基本挖除，边坡上出露的岩体以弱风化中下段（C、D级）岩体为主，仅在内侧坡上部尚余部分弱风化上段（E－3级）岩体。C、D级岸体多显块状和块状镶嵌结构，E－3级岩体显碎裂镶嵌结构，卸荷松弛明显，裂隙中普遍充填有次生夹泥。
泄洪洞进口区域岩体中的软弱结构面以f20、g8和g7规模相对较大。其中f20断层连续延伸，产状为走向NE35°～40°、∠SE70°左右，破碎带一般宽10～40cm，由致密的角砾、岩屑和1～5cm厚的断层泥组成，在1号洞轴线以外断层处于弱风化上段，上盘影响带宽度可达3～4m。该断层大致平行贯穿1206m高程以下的洞脸边坡，倾向坡内，在2号泄洪洞口一带分两支插入内侧坡。g8构造破碎带大致与f20平行，产状为NE40°、∠SE60°，破碎带宽10～30cm，由岩屑及次生夹泥组成，主要分布在15号公路临江侧边坡，延伸到1号洞轴线处即消失。g7构造破碎带产状NE60°、∠NW70°～75°，破碎带宽20～40cm，由岩屑及次生夹泥组成，位于外侧坡及1号洞脸边坡中部，延伸至1205m高程尖灭。
泄洪洞进口区的主要优势节理有三组，第一组为NW60°～70°、∠NW50°～70°，与边坡斜交，连续性好，在1号洞脸中部山脊一带，多以小型软弱结构面出现，如g2和18号探洞中的f1、g5等；第二组为走向NW60°～70°、∠NS60°～70°，断续分布，大致平行于内侧坡，倾角略小于边坡角，对内侧坡的局部稳定有一定的影响；第三组走向NS～NE20°、∠NW40°～60°，多短小且断续分布，走向大致平行洞脸边坡，对洞脸边坡局部稳定有一定的影响。
3 泄洪洞进口边坡的优化
3．1 边坡的开挖和支护
泄洪洞进口位于右坝肩与二滩沟之间的三角形山脊上，整个边坡由坝肩开挖形成的临江坡、2号泄洪洞右边墙与山体相接的内侧坡及洞脸坡组成。根据施工设计图纸，边坡的开挖、支护型式及参数如下：
（1）洞脸坡。边坡方向为NE21°，倾向NW，边坡开口线顶部高程1310m，在1260m和1235m高程各设5m宽的马道，1260m以上坡比为1∶1，1235～1260m之间为1∶0．7，1206～1235m之间为1∶0．4～1∶0．5，以下至1157m为洞脸的垂直边坡。边坡的永久支护在1260m以上为挂网喷C25混凝土10cm，1235m以上设间、排距均为4m的排水孔，1235～1206m设直径25mm、深5m且间、排距为1．5m的锚杆，并要求视具体情况设置岩石锚索。1206m以下与进口的混凝土结构相连，未要求进行永久支护。在两洞之间的进水闸室范围内，预留有长43．5m、顶宽8．5m、高19m、顶部高程为1180m的岩埂，岩埂周边的边坡为1∶0．25。
（2）侧面坡。边坡方向NW69°，内侧坡倾向NE，坡顶高程1275m，在1235m高程设5m宽的马道，马道以上的坡比为1∶0．6～1∶0．75，采用锚杆、挂网喷混凝土联合支护，并设置间距4m的排水孔，锚杆直径25mm、长5m，间、排距1．5m，喷C25混凝土厚10cm。1205～1235m间开挖坡比为1∶0．6～1∶0．4，1205m以下为1∶0．2，在1190m以上喷C25混凝土10cm，1205m以上设直径25mm、深5m，间、排距为1．5m的锚杆。外侧坡倾向SW，坡顶1205m为15号公路回车场，坡高34m，开挖坡比<
关键词：泄洪隧洞；开挖；高边坡；边坡支护；锚杆；二滩水电站
1 前 言
二滩水电站右岸的两条无压泄洪洞进口底板高程1165m，断面尺寸13m×15m，长度分别为848m和1 129m，在1200m水位时的设计泄洪流量2×3 700m3／s，为枢纽百年一遇洪水下泄流量的50％，或千年一遇设计下泄流量的1／3。泄洪洞进口边坡最大开挖高度130m，总开挖量66万m3，为二滩水电站的十大高边坡之一。该部位地质条件复杂，而且开挖后的边坡处于三面临空状态，因此泄洪洞进口边坡的稳定是关系到泄洪洞能否长期安全运行的关键，也是整个枢纽能否正常安全运行的关键。
根据合同文件的规定，泄洪洞进口的开挖、边坡支护、结构混凝土，以及闸门和启闭机的安装工程由以意大利英波吉诺公司为责任方的二滩联营体施工，洞身和出口的开挖、支护和混凝土浇筑由以德国菲利普・霍尔兹曼为责任公司的中德二滩联营体施工。
2 泄洪洞进口的地质条件
泄洪洞进口位于拱坝右岸坝肩上游二滩沟下游侧谷坡，自然地形坡度35°～40°，山体被雅砻江和二滩沟切割形成鼻梁状凸出的山脊，两面临空，浅表层岩体破碎，风化强烈，卸荷松弛明显。该区岩体以细粒杏仁状玄武岩（P2β1＋2）为主，局部有细粒正长岩脉（分布在外侧边墙0＋020上游并斜穿进水闸室和进水平台）和凝灰玄武岩（分布在1260m高程附近，倾向坡内）出露。由于进水平台开挖深度大（1号洞轴线处为114m，2号洞轴线处为126m），全强风化带（F级岩体）已基本挖除，边坡上出露的岩体以弱风化中下段（C、D级）岩体为主，仅在内侧坡上部尚余部分弱风化上段（E－3级）岩体。C、D级岸体多显块状和块状镶嵌结构，E－3级岩体显碎裂镶嵌结构，卸荷松弛明显，裂隙中普遍充填有次生夹泥。
泄洪洞进口区域岩体中的软弱结构面以f20、g8和g7规模相对较大。其中f20断层连续延伸，产状为走向NE35°～40°、∠SE70°左右，破碎带一般宽10～40cm，由致密的角砾、岩屑和1～5cm厚的断层泥组成，在1号洞轴线以外断层处于弱风化上段，上盘影响带宽度可达3～4m。该断层大致平行贯穿1206m高程以下的洞脸边坡，倾向坡内，在2号泄洪洞口一带分两支插入内侧坡。g8构造破碎带大致与f20平行，产状为NE40°、∠SE60°，破碎带宽10～30cm，由岩屑及次生夹泥组成，主要分布在15号公路临江侧边坡，延伸到1号洞轴线处即消失。g7构造破碎带产状NE60°、∠NW70°～75°，破碎带宽20～40cm，由岩屑及次生夹泥组成，位于外侧坡及1号洞脸边坡中部，延伸至1205m高程尖灭。
泄洪洞进口区的主要优势节理有三组，第一组为NW60°～70°、∠NW50°～70°，与边坡斜交，连续性好，在1号洞脸中部山脊一带，多以小型软弱结构面出现，如g2和18号探洞中的f1、g5等；第二组为走向NW60°～70°、∠NS60°～70°，断续分布，大致平行于内侧坡，倾角略小于边坡角，对内侧坡的局部稳定有一定的影响；第三组走向NS～NE20°、∠NW40°～60°，多短小且断续分布，走向大致平行洞脸边坡，对洞脸边坡局部稳定有一定的影响。
3 泄洪洞进口边坡的优化
3．1 边坡的开挖和支护
泄洪洞进口位于右坝肩与二滩沟之间的三角形山脊上，整个边坡由坝肩开挖形成的临江坡、2号泄洪洞右边墙与山体相接的内侧坡及洞脸坡组成。根据施工设计图纸，边坡的开挖、支护型式及参数如下：
（1）洞脸坡。边坡方向为NE21°，倾向NW，边坡开口线顶部高程1310m，在1260m和1235m高程各设5m宽的马道，1260m以上坡比为1∶1，1235～1260m之间为1∶0．7，1206～1235m之间为1∶0．4～1∶0．5，以下至1157m为洞脸的垂直边坡。边坡的永久支护在1260m以上为挂网喷C25混凝土10cm，1235m以上设间、排距均为4m的排水孔，1235～1206m设直径25mm、深5m且间、排距为1．5m的锚杆，并要求视具体情况设置岩石锚索。1206m以下与进口的混凝土结构相连，未要求进行永久支护。在两洞之间的进水闸室范围内，预留有长43．5m、顶宽8．5m、高19m、顶部高程为1180m的岩埂，岩埂周边的边坡为1∶0．25。
（2）侧面坡。边坡方向NW69°，内侧坡倾向NE，坡顶高程1275m，在1235m高程设5m宽的马道，马道以上的坡比为1∶0．6～1∶0．75，采用锚杆、挂网喷混凝土联合支护，并设置间距4m的排水孔，锚杆直径25mm、长5m，间、排距1．5m，喷C25混凝土厚10cm。1205～1235m间开挖坡比为1∶0．6～1∶0．4，1205m以下为1∶0．2，在1190m以上喷C25混凝土10cm，1205m以上设直径25mm、深5m，间、排距为1．5m的锚杆。外侧坡倾向SW，坡顶1205m为15号公路回车场，坡高34m，开挖坡比<
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