安徽金寨抽水蓄能電站進廠交通洞設計

孫 勝 利

(中國電建集團華東勘測設計研究院有限公司，浙江 杭州 311122)

·水利工程·

安徽金寨抽水蓄能電站進廠交通洞設計

孫 勝 利

(中國電建集團華東勘測設計研究院有限公司，浙江 杭州 311122)

采用Slide軟件，對安徽金寨抽水蓄能電站進廠交通洞邊坡穩定進行計算分析，介紹了邊坡的支護設計，洞身支護、排水、路面設計，施工過程中針對一些具體問題的調整，對類似工程有一定的參考價值。

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1 概述

安徽金寨抽水蓄能電站裝機容量1 200 MW，電站樞紐由上水庫、下水庫、輸水系統、地下廠房等建筑物組成。

進廠交通洞是地面、地下交通運輸及主廠房、主變洞、尾閘洞進風的主要通道之一，與5號、7號施工支洞、主變進風洞、中層排水廊道相通，施工期作為廠房中部開挖的施工通道，設計速度20 km/h。

2 洞口設計

2.1地質條件

洞口位于兩溝之間的舌狀山梁，地面高程260 m～295 m。覆蓋層厚0.9 m～3.9 m，下覆基巖為混合片麻巖、二長片麻巖。根據鉆孔揭示，全風化下限埋深2.7 m～7.0 m，強風化下限埋深3.7 m～7.5 m，弱風化下限埋深約27.2 m。

斷層F314在洞口前緣穿過，寬0.8 m～1.0 m，對洞口邊坡無影響。

邊坡地質平面見圖1。

2.2邊坡穩定計算

2.2.1基本資料

采用Slide軟件計算。

各巖土層地質參數見表1。

表1 巖土層地質參數表

開挖坡比由下至上分別為1∶0.75(15 m高),1∶1.2(10 m高),1∶1.2至開口線，馬道寬均為3 m。

2.2.2計算模型

選取1—1,2—2剖面(如圖1所示)進行計算。

地下水位線以上材料采用天然狀態參數，以下材料采用飽和狀態參數。

短暫暴雨工況假定地下水位上升至地表，所有材料均飽和。

荷載基本組合僅考慮自重+地下水壓力，暫不考慮加固力。

2.2.3計算結果

1—1,2—2剖面計算結果見表2。

表2 1—1,2—2剖面計算安全系數匯總表

2.2.4計算結果分析

由表2看出，2—2剖面在無支護條件下短暫工況計算安全系數小于允許安全系數，需增加支護。

邊坡采用C25錨桿(長6 m，間排距3 m×3 m)支護，短暫工況計算安全系數分別為1.362(畢肖普法)和1.316(詹布法)，滿足設計要求。

2.3邊坡設計

第一級邊坡采用C25砂漿錨桿支護，長7 m，間排距2 m×2 m，貼坡混凝土厚0.5 m；第二級、第三級邊坡采用C25砂漿錨桿支護，長6 m，間排距3 m×3 m，坡面布置鋼筋混凝土框格梁。

3 洞身設計

總長1 690 m，城門洞型，凈斷面8 m×8.8 m(寬×高)。洞口高程259.90 m，安裝場側高程175.90 m，平均坡度5%，轉彎段洞中心線半徑均為100 m。

3.1地質條件

洞身段上覆巖體厚度80 m～340 m，主要為混合片麻巖、二長片麻巖和角閃巖，巖體呈塊狀～次塊狀結構，總體較完整，局部完整性差。圍巖類別主要為Ⅱ類，局部Ⅲ類，斷層破碎帶為Ⅳ類。多位于地下水位線以下，需加強抽排水措施。

3.2支護設計

洞口設2排C28鎖口錨桿，長8 m，間排距1 m×1 m。

根據《巖土錨桿與噴射混凝土支護工程技術規范》設計。

進洞段 Ⅳ 類圍巖支護型式：DN42×4@300 mm小導管超前支護，長4 m；預噴C30素混凝土厚0.05 m；鋼格柵，間距0.75 m；C25砂漿錨桿@1.2×1.5 m，長4.5 m；掛網噴C30混凝土厚0.25 m；鋼筋混凝土襯砌厚0.5 m。

洞內段Ⅳ類圍巖支護型式：C25砂漿錨桿@1.2×1.5 m，長4.5 m；掛網噴C30混凝土厚0.1 m；鋼筋混凝土襯砌厚0.4 m。

Ⅲ類圍巖支護型式：C22砂漿錨桿@1.5×1.5 m，長3 m；噴C30混凝土厚0.1 m，隨機掛網。

Ⅱ類圍巖支護型式：C22隨機砂漿錨桿，長3 m；噴C30混凝土厚0.1 m，隨機掛網。

3.3排水設計

根據《地下工程防水技術規范》設計。

設φ50排水孔，長3 m，每個斷面布設6個排水孔，間排距3 m×6 m(洞向)。

無襯砌段，排水孔內插0.2 m長DN40 PVC排水花管，管身和內端頭用土工布包裹，孔口用速凝水泥砂漿封堵，排水孔通過三通和環向DN50軟式排水管接入排水溝，軟式排水管在噴混凝土內。

有襯砌段，襯砌混凝土抗滲等級為W8，排水孔的接引同無襯砌段，設置1.2 mm厚EVA復合防水板，環向排水管末端通過DN100縱向排水盲管連通。每12 m～15 m設1道結構縫，縫內設紫銅片止水。

3.4路面設計

根據《公路水泥混凝土路面設計規范》設計。

路面混凝土強度等級為R5.0，采用C15墊層混凝土找平。一期混凝土厚0.18 m，二期混凝土厚0.12 m，其余設計與規范一致。

4 施工過程

2015年7月15日～2015年11月17日完成洞口土石方明挖及支護施工，2015年11月18日～2016年10月31日完成洞挖及支護施工，2016年11月1日～2017年7月31日完成襯砌混凝土施工，2017年8月31日具備移交條件。

4.1進洞段支護調整

根據地質情況，鋼格柵調整為鋼拱架，間距調整為0.5 m。注漿小導管排距調整為1.5 m，系統錨桿排距調整為1.0 m。

4.2Ⅲ類偏差圍巖段支護型式調整

Ⅲ類偏差圍巖段增加鋼筋拱肋支護。每片鋼筋拱肋由3C25@150 mm主筋與C16@300 mm分布筋焊接而成，錨桿端頭彎折0.15 m，與分布筋焊接。間距(0.5 m～1.5 m)根據圍巖情況由地質工程師現場確定，系統錨桿排距與鋼筋拱肋間距保持一致。

4.3岔洞口洞壁半徑調整

為滿足鋼管運輸的要求，5號、7號施工支洞岔洞口洞壁半徑由原設計的5 m調整為30 m。

為滿足機電設備運輸的要求，主變進風洞岔洞口洞壁半徑由原設計的5 m調整為20 m。

4.4回車場開挖寬度調整

根據《水電工程設計防火規范》，為滿足消防車回車的要求，回車場開挖寬度由原設計的13 m調整為16 m(凈寬15 m)。

4.5襯砌混凝土強度等級調整

根據《水利水電工程結構可靠性設計統計標準》和《混凝土結構設計規范》，進廠交通洞使用年限為100年，襯砌混凝土強度等級由C25調整為C30。

4.6滲水處理

在集中滲水處施工排水孔(φ50、深1.0 m，下同)，孔口內插DN40、長0.3 m聚乙烯軟管，管尾部采用DN50軟式排水管引流至排水溝內。頂拱條帶狀及面狀滲水處施工@1.2×1.2 m系統排水孔，側墻施工隨機排水孔，并設置環向軟式透水管，軟式透水管外設置EVA復合防水板，防水板外分層設置鋼絲網和鋼筋網并采用鋼筋拱肋固定。

5 結語

安徽金寨抽水蓄能電站進廠交通洞設計歷時一年，施工超過兩年，筆者經歷了設計和施工的全過程，主要結論如下：

1)洞口邊坡設計根據地形、地質條件進行了大量的調整，需結合邊坡穩定計算確定邊坡的位置、開挖坡比和支護型式；

2)進洞段地質條件較差，對原支護型式進行了適當的調整，保證了安全和施工進度；

3)涉及8個專業的會簽，需要了解其他專業的知識，盡量避免考慮不周導致的施工階段的調整；

4)洞身設計涉及到交通行業的規范較多，應全面了解為宜；

5)洞身排水孔有進一步優化的空間。

[1] GB 50330—2013,建筑邊坡工程技術規范[S].

[2] DL/T 5353—2006,水電水利工程邊坡設計規范[S].

[3] NB 35047—2015,水電工程水工建筑物抗震設計規范[S].

[4] GB 50086—2015,巖土錨桿與噴射混凝土支護工程技術規范[S].

[5] GB 50108—2008,地下工程防水技術規范[S].

[6] JTG D40—2011,公路水泥混凝土路面設計規范[S].

[7] JTG D20—2006,公路路線設計規范[S].

[8] GB 50872—2014,水電工程設計防火規范[S].

[9] GB 50199—2013,水利水電工程結構可靠性設計統計標準[S].

[10] GB 50010—2010,混凝土結構設計規范[S].

AccesstunneldesignofAnhuiJinzhaiPumpedStoragePowerStation

SunShengli

(PowerChinaHuadongEngineeringCorporation,Hangzhou311122,China)

The access tunnel slope of Anhui Jinzhai Pumped Storage Power Station is calculated and analyzed by using Slide software, introducing the slope support design, tunnel body support, drainage, pavement design and modification for some specific problems during construction, which has certain reference value for similar projects.

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1009-6825(2017)29-0205-02

2017-09-02

孫勝利(1982- )，男，碩士，工程師

P641

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