格鬧河水電站工程廠房邊坡治理設計

□黃文建（貴州省水利水電勘測設計研究院）

格鬧河水電站工程廠房邊坡治理設計

□黃文建（貴州省水利水電勘測設計研究院）

文章結(jié)合格鬧河水電站工程廠房邊坡穩(wěn)定性分析，針對在施工過程中對其治理設計各方面進行了探討分析。

水電站；邊坡；治理；工程量

格鬧河水電站壩址位于在建云貴橋電站上游約4.0km河段，水庫總庫容為182萬m3，正常蓄水位為1470m時，相應庫容為160萬m3。根據(jù)水工設計布置，廠房長46.0m、寬27.0m，水輪機安裝高程1286.0m，開挖底部高程為1278.96m；水輪機安裝間長18m、寬16.0m，廠房其余部分高程大部分在1300m左右。調(diào)壓井底部高程為1433.6m，頂部高程1485.0m，調(diào)壓井為圓形斷面，開挖直徑約為5.0m，調(diào)壓井接壓力鋼管平管段，平管段長約150m，平管段到岔管進入發(fā)電廠房。根據(jù)水工建筑物級別劃分，下游云貴橋電站大壩為4級建筑物，格鬧河電站廠房屬3級建筑物，根據(jù)水利水電邊坡設計規(guī)范，廠房后邊坡級別為3級邊坡。

1.治理重點

根據(jù)邊坡定性及定量分析結(jié)果，該邊坡可分為兩部分進行治理；主廠房后邊坡：本次設計的重點，要采用切實可靠的支護措施。其余部位：其余的位置由于開挖較淺可采用加強排水、坡面防護、適當?shù)闹ёo進行綜合治理。

2.治理效果

治理后邊坡的整體及局部均能滿足規(guī)范要求的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)，抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)見表1。

表1 邊坡治理規(guī)范表

2.1 邊坡水文地質(zhì)條件變化

水庫修建后，邊坡的水文地質(zhì)條件將有相應的變化，對廠房邊坡有兩方面的影響：水下巖體受到浸泡，考慮水下巖體參數(shù)作相應的折減；地下水位的變化、形成新的水環(huán)境，設計中根據(jù)后期運行工況進行分析計算設計。

2.2 巖土力學參數(shù)的折減

邊坡治理應考慮邊坡的永久運行，考慮水對邊坡巖體的軟化作用，蓄水后水下巖體的巖土力學參數(shù)作相應的折減。

風化卸荷區(qū)（①區(qū)）：C=80kPa、φ=19.2°；裂隙溶蝕風化區(qū)（②區(qū)）:C=200kPa、φ=29.36。

2.3 支護高程的確定

不穩(wěn)定邊坡有多種滑動模式（穩(wěn)定分析只計算出抗滑穩(wěn)定性系數(shù)最低的滑裂面），邊坡支護的高程必須超過所有不能滿足抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)的潛在滑動面，才能確保邊坡治理的安全。

2.4 治理設計

本次治理設計初步擬定2個方案：

2.4.1 方案1：預應力錨索+格構(gòu)梁+被動防護網(wǎng)+截排水措施

在邊坡1292.000～1318.000m高程，設置預應力錨索，錨索間排距3m×4m，每個斷面8根，每根錨索提供的錨固力為1200kN。錨索間用格構(gòu)梁連接，格構(gòu)梁的斷面尺寸為600mm×800mm，格構(gòu)梁方格內(nèi)用漿砌石填塞密實。

在1318.000m高程以上：對危巖體進行清方(如圖1）剖面，清方后進行坡面防護，對地形變化不大的位置采用隨機錨桿和被動防護網(wǎng)進行上部邊坡的坡面防護，在邊坡的頂部沿周邊修建截水溝。

圖1 邊坡治理示意圖

2.4.2 方案2：預應力錨索+格構(gòu)梁+清方減載+錨桿+截排水措施

預應力錨索：在邊坡1292.000～1313.000m高程，設置預應力錨索，錨索間排距3m×4m，每根錨索提供的錨固力為800 kN。錨索間用格構(gòu)梁連接，格構(gòu)梁的斷面尺寸為400mm×600 mm，格構(gòu)梁方格內(nèi)用漿砌石填塞密實。

清方減載：共設計4級馬道，一級馬道：1292.00～1303.00m高程，清方坡比為1∶0.3；二級馬道：1303.00～1313.00m高程，清方坡比為1∶0.5；三級馬道：1313.00～1328.00m高程，清方坡比為1∶0.5；四級馬道：1313.00～1328.00m高程，清方坡比為1∶0.5。

截排水：每級馬道內(nèi)側(cè)及邊坡內(nèi)部兩側(cè)設置排水溝，在邊坡頂部設置截水溝。

圖2 邊坡治理示意圖

3.方案比選

3.1 技術(shù)方案的比選

在兩種方案下均能滿足邊坡治理要求，可以實現(xiàn)邊坡治理的目的，確保邊坡及其影響范圍內(nèi)的生命財產(chǎn)安全、廠房的正常運營和周圍環(huán)境。治理方案在技術(shù)上是可行的。但是方案二比方案一治理更徹底，方案二優(yōu)于方案一。

3.2 施工技術(shù)比選

方案一錨索設計錨固力相對方案二要小，便于施工，錨固段易滿足設計要求，因此從施工后錨索的錨固效果來看，方案二優(yōu)于方案一。

投資估算比選

建筑工程直接費比選：方案一：建筑工程直接費743.48萬元；方案二：建筑工程直接費861.35萬元；工程的投資上方案一優(yōu)于方案二。

4.結(jié)論

通過比選，方案二在技術(shù)方案及施工技術(shù)上均優(yōu)于方案一，方案一在建筑工程直接費上優(yōu)于方案二，從工程的特殊性考慮，廠房建成后，廠房后邊坡將形成高陡邊坡，因此設計推薦方案二為邊坡治理方案。

2012-07-26