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）

文章結合格鬧河水電站工程廠房邊坡穩定性分析，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。調壓井底部高程為1433.6m，頂部高程1485.0m，調壓井為圓形斷面，開挖直徑約為5.0m，調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電廠房。根據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，根據水利水電邊坡設計規范，廠房后邊坡級別為3級邊坡。

1.治理重點

根據邊坡定性及定量分析結果，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、適當的支護進行綜合治理。

2.治理效果

治理后邊坡的整體及局部均能滿足規范要求的抗滑穩定安全系數，抗滑穩定安全系數見表1。

表1 邊坡治理規范表

2.1 邊坡水文地質條件變化

水庫修建后，邊坡的水文地質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，考慮水下巖體參數作相應的折減；地下水位的變化、形成新的水環境，設計中根據后期運行工況進行分析計算設計。

2.2 巖土力學參數的折減

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作相應的折減。

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

2.3 支護高程的確定

不穩定邊坡有多種滑動模式（穩定分析只計算出抗滑穩定性系數最低的滑裂面），邊坡支護的高程必須超過所有不能滿足抗滑穩定安全系數的潛在滑動面，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+格構梁+被動防護網+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。錨索間用格構梁連接，格構梁的斷面尺寸為600mm×800mm，格構梁方格內用漿砌石填塞密實。

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。錨索間用格構梁連接，格構梁的斷面尺寸為400mm×600 mm，格構梁方格內用漿砌石填塞密實。

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：每級馬道內側及邊坡內部兩側設置排水溝，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，可以實現邊坡治理的目的，確保邊坡及其影響范圍內的生命財產安全、廠房的正常運營和周圍環境。治理方案在技術上是可行的。但是方案二比方案一治理更徹底，方案二優于方案一。

3.2 施工技術比選

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于方案二。

4.結論

通過比選，方案二在技術方案及施工技術上均優于方案一，方案一在建筑工程直接費上優于方案二，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