云南弄另水電站廠房后邊坡支護加固設(shè)計

陸雍容

（上?？睖y設(shè)計研究院，上海 200434）

1 工程概況

弄另水電站工程位于云南省西部的德宏州龍江—瑞麗江中段的梁河縣勐養(yǎng)鎮(zhèn)。水庫總庫容2.32億m3，正常蓄水位962.00 m，電站裝機容量180 MW，為大（2）型Ⅱ等工程。工程主要樞紐建筑物由攔河壩、引水系統(tǒng)、發(fā)電廠房及開關(guān)站等組成。發(fā)電廠房位于壩軸線下游約500 m龍江左岸的引水系統(tǒng)末端，為引水式地面廠房。

2 邊坡穩(wěn)定分析

由邊坡巖體中節(jié)理、軟弱結(jié)構(gòu)面情況表明，邊坡中主要發(fā)育5組節(jié)理及3組軟弱結(jié)構(gòu)面，從結(jié)構(gòu)面的赤平投影圖上可以看出（圖1）、邊坡中分別發(fā)育兩組順坡向的節(jié)理1，2和軟弱結(jié)構(gòu)面①，②，已構(gòu)成了邊坡的側(cè)裂面，而邊坡巖體中同樣發(fā)育兩組與坡向正交的結(jié)構(gòu)面4，5，這兩組結(jié)構(gòu)面既形成了后裂面，同時依據(jù)其與前述側(cè)裂面交線的傾角與邊坡角的大小關(guān)系又可構(gòu)成滑移面。而順坡向反傾向的一組節(jié)理又與其它方向結(jié)構(gòu)面的交線構(gòu)成切割面（后裂面），較弱結(jié)構(gòu)面③構(gòu)成了邊坡的主要控滑結(jié)構(gòu)面（滑移面）。

圖1 廠房邊坡穩(wěn)定性分析赤平投影圖

從邊坡巖體結(jié)構(gòu)面的組合情況分析，其結(jié)構(gòu)面組合已具備楔形體滑移邊界條件。在自然狀態(tài)下，由于結(jié)構(gòu)面的組合沿坡向的臨空條件相對較少，而且受結(jié)構(gòu)面的連通條件控制，自然邊坡處于基本穩(wěn)定狀態(tài)。從圖1可以看出，控滑結(jié)構(gòu)面③與側(cè)裂面①、②和1、2的交線傾角與邊坡自然傾角已很接近，若邊坡角開挖過大，勢必就形成了很多臨空條件，對邊坡穩(wěn)定不利，此外，由于邊坡開挖后，導(dǎo)致坡體內(nèi)應(yīng)力重分布，平行于坡面的應(yīng)力增大（即沿側(cè)裂面方向及滑移方向上的剪應(yīng)力增加），導(dǎo)致結(jié)構(gòu)面貫通連續(xù)形成滑坡，此外，由于施工過程中的爆破、震動等因素，也可加速邊坡巖體中結(jié)構(gòu)面的貫通連續(xù)，造成邊坡失穩(wěn)。

實際工程施工過程中隨著開挖的進行，由于未按照設(shè)計要求的邊施工邊支護方案進行實施，在挖至接近886.60 m高程時，在連續(xù)降雨情況下，廠房后邊坡局部發(fā)生坍塌，原設(shè)計的897.00 m高程馬道局部滑塌，邊坡整體發(fā)生一定位移并出現(xiàn)不斷發(fā)展的趨勢。

3 邊坡加固方案設(shè)計

根據(jù)邊坡局部塌滑的情況以及邊坡整體位移觀測情況，通過現(xiàn)場地質(zhì)補充勘察，確定了邊坡可能的深層滑動面位置，并對結(jié)構(gòu)面的抗剪強度參數(shù)進行了修正，通過詳細的計算分析，確定了邊坡加固的設(shè)計方案。

邊坡加固方案除實施原設(shè)計的淺層系統(tǒng)噴錨支護外，增加了深層錨筋樁和預(yù)應(yīng)力錨索加固措施。

由于預(yù)應(yīng)力錨索的采購和設(shè)備進場需要一定的時間，為盡快限制邊坡位移的進一步發(fā)展，防止邊坡的再一次塌滑，對高程886.60～913.50 m之間邊坡（接近可能的滑裂面出露位置）先行采用錨筋樁進行加固。高程911.00～907.00 m設(shè)置3層錨筋樁，入巖25 m，每根樁由3根直徑32 mm的Ⅱ級鋼筋組成，層距2.0 m，每層樁距亦為2.0 m，錨筋樁向山體內(nèi)傾斜，與水平面夾角30°；高程903.00～895.00 m設(shè)置5層錨筋樁，入巖20 m，每根樁由3根直徑32 mm的Ⅱ級鋼筋組成，層距2.0 m，每層樁距亦為2.0 m，錨筋樁向山體方向傾斜向下，與水平面夾角30°，其中兩條引水隧洞頂部范圍內(nèi)的兩層錨筋樁減短為入巖13 m；高程893.00～889.00 m設(shè)置3層入巖6.0 m的直徑25 mm錨桿。

在錨筋樁支護施工完成后，隨即進行預(yù)應(yīng)力錨索施工，預(yù)應(yīng)力錨索加固共設(shè)5層，分別在945.00 m、931.00 m高程設(shè)兩層預(yù)應(yīng)力錨索，錨索長度50 m；在919.00 m、916.00 m高程設(shè)兩層預(yù)應(yīng)力錨索，錨索長度45 m；在905.00 m高程設(shè)一層預(yù)應(yīng)力錨索，錨索長度35 m。錨索向山體方向傾斜向下，與水平面夾角10°。預(yù)應(yīng)力錨索采用壓力分散型，錨索體由D15.2高強度、低松弛無粘結(jié)鋼絞線組成，以專用防腐潤滑脂作涂料層，由聚乙烯塑料作護套。錨索張拉設(shè)計值為3 000 kN，超張拉值為3 300 kN。定位鋼管采用材質(zhì)為A3的熱軋無縫鋼管，外徑108 mm，壁厚4 mm。外錨頭地梁混凝土及外錨頭防護混凝土采用標號為C40。膠凝材料采用水泥漿，水泥漿設(shè)計抗壓強度不低于40 MPa，水泥選用525號普通硅酸鹽水泥。在五層預(yù)應(yīng)力錨索的施工順序問題上，綜合考慮現(xiàn)狀施工條件及先后張拉對邊坡穩(wěn)定的影響，采取先施工916.00 m，919.00 m，931.00 m三層錨索，再施工高程905.00 m、945.00 m兩層錨索，并在施工過程中加強對邊坡位移的連續(xù)觀測。

同時為了解邊坡加固效果、邊坡的長期穩(wěn)定性，以及錨索應(yīng)力的變化過程，在945.00 m、931.00 m、919.00 m、905.00 m高程的4層錨索中各選擇一根加裝錨索測力計進行錨索長期預(yù)應(yīng)力監(jiān)測。

4 邊坡位移觀測

根據(jù)廠房后邊坡位移觀測結(jié)果可以看出，2007年6月以后，隨著廠房后邊坡預(yù)應(yīng)力錨索等的施工、張拉完成，廠房后邊坡位移得到了有效控制，邊坡趨于穩(wěn)定。位于廠房邊坡943.15 m高程馬道的 TR3、TR4、TR5、TR6 四個測點，水平位移累計量分別為22.8 mm、35.3 mm、86.6 mm、34.6 mm。同時，各測點垂直位移量變化不大。

5 結(jié)語

弄另水電站廠房后邊坡在開挖施工過程中出現(xiàn)局部坍塌，觀測結(jié)果表明邊坡整體水平位移呈不斷發(fā)展趨勢。在現(xiàn)場處理過程中，充分考慮了處理措施的及時性和可靠性，采用錨筋樁處理和預(yù)應(yīng)力錨索加固相結(jié)合的方法，有效地控制了邊坡的變形，使廠房后邊坡恢復(fù)了穩(wěn)定狀態(tài)。

［1］云南省德宏州弄另水電站可行性研究報告［R］.上?？睖y設(shè)計研究院，2005.10.

［2］楊曉東，夏可風主編.地基基礎(chǔ)工程與錨固注漿技術(shù)［M］.北京：中國水利水電出版社，2009.10.

［3］梁炯鋆主編.錨固與注漿技術(shù)手冊［S］.北京：中國電力出版社，1999.9

［4］程良奎，范景倫，韓軍，許建平著.巖土錨固［M］.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2003.1.