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黔西老江底水电站大坝左岸边坡处理方案选择

2010-04-17罗宇罗奉

山西建筑 2010年17期
关键词:江底工期锚索

罗宇 罗奉

老江底水电站为黄泥河梯级中的第六级电站,位于雄武镇补作村。拟建最大坝高67 m,装机容量100 MW。电站为三等中型,其主要水工建筑物有挡水大坝、坝顶溢流表孔、冲砂底孔、泄洪洞、发电引水系统及发电厂房等;主要建筑物级别为3级,建筑物结构安全等级为Ⅱ级[1]。该工程2005年5月动工兴建,2006年10月实现截流。由于地质情况复杂,2006年12月26日,大坝左岸边坡发生崩滑,造成约5.5万m3的崩滑体进入河床,崩滑后壁上部岸坡岩体形成巨大的倒悬体(约4.6万m3)。2007年1月31日,完成了倒悬体的爆破清除工作。在倒悬危岩体清除后,形成113.2 m~115 m高的陡壁[2],为保证该工程的安全,于 2007年3月~6月进行了补充勘察与复核评价。

1 边坡结构面分析与初步处理方案

1.1 结构面分析

该边坡位于老江底断裂上盘,地层岩性为三叠系中统个旧组第四段第一层(T2g4-1)中厚~厚层块状白云岩、白云质灰岩、灰岩,坡高115 m~132 m,受老江底断层影响,边坡结构错综复杂,边坡的稳定主要受结构面控制,外倾结构面及结构面组合对坡体稳定极为不利。

根据崩滑面的结构特征分析,对该边坡稳定不利的结构面主要为走向北东、倾向北西的结构面,最不利倾角为60°左右(见图1)。

根据以上节理裂隙特征统计及图1分析可知该边坡内发育的裂隙B,C,D,E,G及各裂隙的组合都与崩滑后壁的走向相近、倾向相同,且倾角小于崩滑后壁倾角,为不稳定结构,对边坡稳定不利。且边坡崩滑后,根据实地勘测,发现大坝左岸边坡顶部边沿(BTP监测点下方)因清除倒悬体后产生的几条裂缝有明显的增大和变形,最宽处约5 cm,并且有进一步发展的趋势,因此分析认为裂隙面 N45°~ 80°E/NW∠58°~ 76°为潜在的滑动面,与1 205 m高程下部已出露的崩滑面的产状基本一致。该滑动面对边坡整体稳定影响大,应采取处理措施。现场调查发现,靠近坝肩侧1 250 m马道高程以上的边坡较陡,其岩体凸出的部位需清理[3]。

1.2 初步处理方案

1)方案一:放坡开挖,清除主要滑动面以上的不稳定岩体后再实施锚固;2)方案二:锚索(杆)直接锚固,利用锚索(杆)以提高岩体中软弱结构面、潜在滑动面的抗剪强度,改善岩体力学参数及应力状态,使之利于稳定。

2 边坡处理方案选择

2.1 方案比较

2.1.1 方案一

1)技术安全性。a.放坡开挖为滑坡治理经常采用的措施,技术难度较小,设计计算较简便、可靠;b.由于边坡位于大坝左岸坝肩上方,位置特殊,放坡开挖时不能采用爆破施工方法,因为爆破会使边坡变形增大、稳定性降低,对岩体造成不利后果,影响地面工程设施的安全;2)施工。a.放坡等施工机械、设备较简单、施工方便,可自上而下开挖和支护;b.需足够的施工场地、道路,否则将影响大坝施工;3)工期。a.为不影响大坝主体工程施工,使电站大坝在2008年5月下旬具备挡水条件,第一台机组于2008年10月1日顺利发电。只能安排汛期开挖,汛后出渣;b.按照工期要求时间为2007年4月 25日~10月 15日共183 d,正值汛期,放坡开挖施工出渣极为困难,难以保证在规定工期内完成对边坡的处理;4)投资。预计边坡主体工程投资479万元;5)其他。需增加临时公路征地,牵涉占地移民拆迁、补偿等带来的诸多问题。

2.1.2 方案二

1)技术安全性。a.锚索(杆)直接锚固为边坡治理中经常使用的工程措施,设计计算理论及施工技术成熟;b.基本不爆破,不会因爆破而对边坡岩体稳定性造成影响;c.不用考虑出渣问题,对边坡大坝施工安全基本无影响;2)施工。a.施工准备、造孔、锚杆制作与安装、注浆、锚杆锁定与张拉设备、架设脚手架等相对方案一较复杂;b.可采用高空悬柱式脚手架搭建施工平台,就地施工,无需增加施工场地[2];3)工期。通过高空悬柱式脚手架,汛期施工支护措施,能够保证合同工期为2007年4月25日~10月15日内完成支护,有利于缩短工期,不影响大坝主体工程施工和电站发电工期;4)投资。预计主体工程投资842万元;5)其他。不增加征地工作,避免涉及临时公路占地移民拆迁、补偿等带来的诸多问题;采用锚杆(索)锚固技术还能使边坡岩体形成一个复合整体,增加边坡的稳定性,并改善和提高滑动面的抗滑性能;在不利的自然条件下,能有效地保证边坡安全,较之方案一具有高效、稳定的特点;整治完工后,不需花大量的人力、物力来养护维修,耐久性方面也能有效保证。

2.2 边坡处理方案选择

1)经济效益。老江底电站设计装机容量10万kW,平均每年发电收入为9 823万元,平均每月818.6万元。

2)社会因素。受该边坡崩滑的影响,大坝主体工程施工进度被迫延后近一年。原定大坝主体工程浇筑于2006年12月下旬开始施工推迟到2007年12月下旬。原预计首台机组也由2007年10月推迟到2008年10月发电,业主方因此经济损失巨大,同时面临资金周转困难、社会压力较大等问题。故左岸边坡处理方案选择时,必须考虑电站尽早投入运营。

2.3 方案选择

通过以上比较,强行支护方案虽投资较大,但能在规定工期内完成边坡支护,对保证大坝的施工目标、有效缩短工期、电站尽早建成发电产生经济效益是有利的,按照预计工期施工同时强行支护方案不增加征地工作,避免涉及临时公路占地移民拆迁、补偿等诸多问题。因此确定采用锚索(杆)直接锚固的处理方案。

3 结语

1)该边坡于2007年9月12日提前工期43 d全面竣工,保证了电站大坝在2008年5月具备挡水条件,第一台机组于2008年10月1日顺利发电;2)通过电站运行过程中边坡监测数据的分析,该边坡整体情况趋于稳定;3)锚索(杆)直接锚固相对其他支挡方式而言,结构轻、施工工期短、工程造价较低,可以安全经济快速有效地加固边坡[4],适于本边坡及类似边坡处理工程使用。

[1] 杨再亭.老江底水电站施工导流设计[J].贵州水力发电,2008(3):56-57.

[2] 石凤鸣,李 勇.老江底水电站左岸高边坡锚索施工难点及相应对策[J].水利水电施工,2009(3):101-102.

[3] 杨 强,何传江.黄泥河老江底水电站坝区地质构造特征[J].企业技术开发,2008(6):110-111.

[4] 赵明阶,何光春,王多垠.边坡工程处治技术[M].北京:人民交通出版社,2003.

[5] 廖国华.边坡稳定[M].北京:冶金工业出版社,1995.

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