官地水電站右岸導流洞斜出洞方案邊坡穩定分析及處理

馬 行 東

(中國水電顧問集團成都勘測設計研究院，四川 成都 610072)

1 前 言

官地水電站工程樞紐主要由擋水建筑物、泄洪消能建筑物、引水發電系統建筑物組成,碾壓混凝土重力壩壩型，右岸地下式廠房。工程采用左、右共兩條隧洞導流布置型式，洞身斷面16m×19m(寬×高)，均為城門洞形。右岸導流洞洞長1 018.6m，導流洞進口高程為1 204m，出口高程為1 199.88m。

2 右岸導流洞出口邊坡工程地質概況

(1)內側坡：邊坡從樁號0+982.4m高程1 221m開始到樁號1+074.4m高程1 204m結束，兩個邊坡高度約為17m。F6斷層通過，發育有3條錯動帶fyd36、fyd41和fyd42，錯動帶特征見表1；節理主要發育2組①N30°～40°W/NE∠20°～30°，②SN/E或W∠10°～15°或40°～80°，節理面平直光滑，裂面銹染，間距10～30cm，張開寬度一般為1～5mm，充填巖屑或泥漠。節理受巖性影響，一般延伸較短。由于受斷層、錯動帶和節理裂隙的影響，內邊坡巖石破碎，以Ⅴ類巖體為主，但由于邊坡較矮，經處理后整體是穩定的。

(3)外側坡：外側邊坡從樁號0+992.8m高程1 221m開始到樁號1+080m高程1 204m結束，邊坡高約17m，發育F6斷層和7條錯動帶(見表1)。節理主要發育3組：①N10°～20°W/SE∠15°～35°；②N30°～40°W/NE∠20°～30°；③SN/E或W∠10°～15°或40°～80°。節理面平直光滑，裂面銹染，間距10～30cm，張開寬度一般為1～5mm，充填巖屑或泥漠。節理受巖性影響，一般延伸較短。由于受斷層、錯動帶和節理裂隙的影響，外邊坡巖石破碎，以Ⅴ類為主，但由于邊坡較矮，經處理后整體是穩定的。

表1 右岸導流洞出口內、外邊坡錯動帶特征

3 斜出洞方案邊坡穩定分析評價

出口邊坡巖體為Ⅴ類和Ⅳ類圍巖。根據低線開挖揭示的地質情況，揭示無控制邊坡整體穩定的結構面，但存在局部不穩定塊體，邊坡全強風化、強卸荷巖體深厚，邊坡穩定性差。在2006年7月，右高線公路發生較大規模的塌方，造成右導出口一直不具備施工條件，對出洞點進行第二次調整，斜向30°出洞(開挖跨度21.8m)，出洞口后退20m，僅對邊坡進行了局部開挖，洞頂以上最大開挖高度約40m。

4 出口邊坡支護處理

受右高線邊坡塌方影響，右導出口不具備施工條件，同時考慮到工期影響，最終調整右導出口采取斜向47°出洞(開挖跨度27.9m)，直接出洞，不對邊坡進行開挖。考慮到斜出口可能產生較大的側向壓力，邊坡很容易發生失穩，故對該邊坡采取了強支護。支護方式如下：邊坡表層掛鋼筋網噴10cm厚C20混凝土封閉；1 303m高程以上邊坡設3m和6m錨桿，間隔設置，錨桿直徑φ25，間排距2m；1 303～1 241m高程之間的邊坡用4.5m和9m錨桿間隔設置，錨桿直徑φ25，間、排距1.5m；1 241m以下邊坡進行固結灌漿，內插錨筋束；1 303m高程以下邊坡在1 271、1 263、1 255、1 247、1 237、1 229和1 225m高程采用錨索進行深層加固。150t錨索(1 225m高程錨索按120t張拉)，長度40m(1 225m高程錨索長度50～25m)。外測邊坡采取固結灌漿及貼坡混凝土擋墻處理。

5 安全監測成果分析

5.1 內觀監測成果

(1)錨索測力計：錨索測力計受力無明顯變化，測值平穩，目前損失3%～8%。錨桿應力計：部分儀器安裝初測值較平穩，后由于附近進行錨筋樁鉆孔施工，測值有些跳躍現象，但近期無大的發展。

(2)錨桿應力計：多數錨桿應力計受力變化平緩。

(3)多點位移計：多數多點位移計各段位移無明顯變化，位移量值微小。

(4)測斜孔：測斜孔深度測值無大的變化。

(5)滲壓計：地下水位無明顯起伏。

從整個監測過程來看，右岸導流洞出口邊坡各監測部位，除個別測點物理量當前有較明顯變化外，大部分測點各均呈小量級上下波動狀態，各物理量歷時過程曲線變化平緩，無突變點發生，表明邊坡巖體在整體上是處于穩定狀態的。

5.2 外觀監測成果

右岸導流洞出口邊坡典型外觀測點的歷時位移過程曲線簡要評述：測點的平面和垂直方向無明顯變化，累計量值呈穩定趨勢。邊坡大部相對穩定，局部區域仍在緩慢變形，但不明顯。

6 結 論

(1)右岸導流洞進口邊坡主要由強卸荷巖體組成，邊坡巖體自穩能力差，開挖坡比大于穩定坡比，經錨索、錨筋束、錨桿和掛網噴混凝土等加固處理后，監測成果反映，目前坡體處于穩定狀態。

(2)在設計及施工過程中，根據實際地質條件，提出了出口邊坡優化建議。出口采用斜向出洞，邊坡未進行開挖，總計減少開挖量67萬m3，節約了大量的工程投資，縮短了工期。

(3)該設計施工優化方案,為復雜地質高邊坡條件下超大斷面地下洞室出洞布置積累了經驗。對于復雜地質陡峻高邊坡的治理應盡量減少對原邊坡的擾動,采取預應力錨桿(錨索)等主動支護手段。

(4)鑒于右岸導流洞地質條件復雜，建議在運行期加強進出口邊坡、洞室圍巖，特別是進出口段、斷層帶附近、不利結構面組合段的變形監測及分析工作，以便及時掌握巖體變形情況，確保洞室圍巖及邊坡的穩定。