圍巖分類法在某水電站發電洞圍巖中的應用

明德巴依爾

【摘要】論述了新疆某水電站概況，地形地貌，地層巖性，地質構造，圍巖分類方法在新疆某水電站發電洞中的應用等

【關鍵詞】圍巖分類；發電洞；水電站

1、工程概況

樞紐建筑物由大壩、導流洞兼泄洪洞、表孔泄洪洞、引水發電洞及廠房等組成。設計正常高水位752.0m，壩頂高程757m， 防浪墻頂高程758.20m，高約143m，總庫容2.3億m3，電站裝機140MW，根椐《水利水電工程等級劃分及洪水標準》SL252—2000規定，屬大Ⅱ型（1）等工程，該工程以發電為主，兼有灌溉、防洪、養殖等綜合效益。

2、地層巖性、地質構造

庫壩區處于某河中下游峽谷段，兩岸山體為侵蝕構造中低山地貌，海拔高程800～1300m。庫區河谷段主要呈 “V”型，兩岸谷坡較陡峻，零星分布Ⅰ～Ⅳ級階地，階地面寬度不大，Ⅰ、Ⅱ級階地高程分別為629～631m、636～646m；Ⅲ、Ⅳ級階地主要分布于左岸，階地高程分別為664m、694m；現代河床寬40～180m左右，河床縱坡坡降5.33‰，正常蓄水位752m高程處，谷寬169～820m，迴水長度約18km。

庫區出露的地層主要為石炭系下統喀拉齊斯組（C1k）、華力西中期侵入雜巖體（γ042c）及第四系（Q）。

石炭系下統喀拉齊斯組（C1k）：主要分布于上壩址的庫壩區以上，巖性為灰綠、綠色火山巖，有石英鈉長斑巖、石英斑巖及凝灰巖；沉積巖組成夾層有頁巖、砂巖及礫巖。

庫區位于中低山區峽谷內，無區域性大斷裂通過。主要發育一組壓性斷層，破碎帶寬1～3m，規模較小，影響范圍不大。

3、發電洞

發電洞布置于左岸，發電洞長9.5公里，分布有Ⅱ～Ⅳ類圍巖。發電洞在石英鈉長斑巖、石英斑巖及凝灰巖、石英片巖中通過，巖體片理產狀70°NW∠30°，中等堅硬。強風化層厚度1～4m，縱波波速1500～2500m/s；弱風化層厚度5～10m，縱波波速2500～4500m/s，巖體較完整；微風化～新鮮巖體縱波波速4500～5500m/s。發電洞徑7.5m平底馬蹄型斷面，根據以下的5個圍巖分類方法，發電洞長9.5公里圍巖分類如下：其中Ⅱ類圍巖2000m、Ⅲ類圍巖7200m、Ⅳ圍巖及斷層300m。Ⅲ類圍巖的施工隧洞采用掛網噴護+襯砌的復合支護形式，掛網鋼筋直徑為φ8mm，200×200mm，噴護厚度為15～20cm的C30混凝土，砂漿錨桿φ25mm，L=2.0m，2.5m，3m，3.5m，錨桿為系統錨桿和隨機錨桿，砂漿錨桿間距1.5m， Ⅳ、Ⅴ圍巖架設格棚鋼拱架支護，間距1～2m，通過斷層破碎段，架設超前錨桿或管棚，全洞襯砌C30鋼筋混凝土，厚度0.25～0.45 m。

3.1 巖石強度程度評分（見表1）

3.2 巖體完整程度評分（見表2）

4、圍巖穩定性評價方法

4.1 根據以上的2項指標來判定圍巖類別，圍巖分類是采用多因素，多指標的綜合分類來評價圍巖穩定性的一種方法。從初步分類到詳細分類是一個從定性分析到定量分類。多種因素中圍巖的強度是基礎，巖體完整程度和結構面狀態是決定因素。因此要采用綜合勘察手段，為評價圍巖穩定性取得較全面，較準確的資料。對巖體完整性的評分中，列出了確定圍巖完整程度的完整性系數，節理體積數和RQD的定量值，以及它們之間的相互關系，但這個關系也是因地而異，因此必須根據本工程的實際情況采用綜合對比方法來確定表征巖體完整性的各量之間的關系。

4.2 根據“水利水電工程地質勘察規范GB 50487-2008”，評價圍巖穩定性，并作為確定支護類型的依據，其標準是：Ⅰ類圍巖穩定，圍巖可長期穩定，一般無不穩定塊體。Ⅱ類圍巖基本穩定，圍巖整體穩定，不會產生塑性變形，局部可能產生掉塊。不支護和局部錨桿或噴薄層混凝土。大跨度時，噴混凝土，系統錨桿鋼筋網支護。Ⅲ類圍巖局部穩定性差，圍巖強度不足，局部會產生塑性變形，不支護可能產生塌方或變形破壞。完整的軟巖，可能暫時穩定。Ⅳ類圍巖不穩定，圍巖自穩時間很短，規模較大的各種變形和破壞度可能產生。Ⅴ類圍巖極不穩定，圍巖不能自穩，變形破壞嚴重。

結束語

本文系統的總結了水利水電工程中圍巖穩定性評價的5個指標以及確定支護類型的依據、標準等。采用圍巖穩定性評價方法判定某電站發電洞長9.5公里圍巖分類，經過施工開挖后得出的結論是基本符合實際，誤差自然存在，但比較小，說明一個較符合地下工程實際情況的圍巖分類能為設計、施工提供科學依據。如果圍巖分類不合理除了增加工程造價，可能引起重大設計變更，對工程的影響特別大。圍巖的分類是水利水電建設中很重要的課題，它直接影響著工程的設計，處理，安全，造價和建設速度，支護方法等。由于隧洞的地質情況受多方面制約，勘察設計階段的地質調查和施工開挖結果不一定相符，必須加強地質預報和預測工作，對可能發生不穩定地段采取有效措施，避免事故發生，加快工程進度。

參考文獻：

[1]水利水電施工地質勘察規范 GB50487-2008，中國計劃出版社出版 2009年7月

[2]}新疆某電站地質報告 2012年8月