圍巖分類法在某水電站發(fā)電洞圍巖中的應(yīng)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(zhì)構(gòu)造，圍巖分類方法在新疆某水電站發(fā)電洞中的應(yīng)用等

【關(guān)鍵詞】圍巖分類；發(fā)電洞；水電站

1、工程概況

樞紐建筑物由大壩、導(dǎo)流洞兼泄洪洞、表孔泄洪洞、引水發(fā)電洞及廠房等組成。設(shè)計(jì)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(jī)140MW，根椐《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》SL252—2000規(guī)定，屬大Ⅱ型（1）等工程，該工程以發(fā)電為主，兼有灌溉、防洪、養(yǎng)殖等綜合效益。

2、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造

庫壩區(qū)處于某河中下游峽谷段，兩岸山體為侵蝕構(gòu)造中低山地貌，海拔高程800～1300m。庫區(qū)河谷段主要呈 “V”型，兩岸谷坡較陡峻，零星分布Ⅰ～Ⅳ級(jí)階地，階地面寬度不大，Ⅰ、Ⅱ級(jí)階地高程分別為629～631m、636～646m；Ⅲ、Ⅳ級(jí)階地主要分布于左岸，階地高程分別為664m、694m；現(xiàn)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(qū)出露的地層主要為石炭系下統(tǒng)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(tǒng)喀拉齊斯組（C1k）：主要分布于上壩址的庫壩區(qū)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?guī)r；沉積巖組成夾層有頁巖、砂巖及礫巖。

庫區(qū)位于中低山區(qū)峽谷內(nèi)，無區(qū)域性大斷裂通過。主要發(fā)育一組壓性斷層，破碎帶寬1～3m，規(guī)模較小，影響范圍不大。

3、發(fā)電洞

發(fā)電洞布置于左岸，發(fā)電洞長9.5公里，分布有Ⅱ～Ⅳ類圍巖。發(fā)電洞在石英鈉長斑巖、石英斑巖及凝灰?guī)r、石英片巖中通過，巖體片理產(chǎn)狀70°NW∠30°，中等堅(jiān)硬。強(qiáng)風(fēng)化層厚度1～4m，縱波波速1500～2500m/s；弱風(fēng)化層厚度5～10m，縱波波速2500～4500m/s，巖體較完整；微風(fēng)化～新鮮巖體縱波波速4500～5500m/s。發(fā)電洞徑7.5m平底馬蹄型斷面，根據(jù)以下的5個(gè)圍巖分類方法，發(fā)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(wǎng)噴護(hù)+襯砌的復(fù)合支護(hù)形式，掛網(wǎng)鋼筋直徑為φ8mm，200×200mm，噴護(hù)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(tǒng)錨桿和隨機(jī)錨桿，砂漿錨桿間距1.5m， Ⅳ、Ⅴ圍巖架設(shè)格棚鋼拱架支護(hù)，間距1～2m，通過斷層破碎段，架設(shè)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(qiáng)度程度評(píng)分（見表1）

3.2 巖體完整程度評(píng)分（見表2）

4、圍巖穩(wěn)定性評(píng)價(jià)方法

4.1 根據(jù)以上的2項(xiàng)指標(biāo)來判定圍巖類別，圍巖分類是采用多因素，多指標(biāo)的綜合分類來評(píng)價(jià)圍巖穩(wěn)定性的一種方法。從初步分類到詳細(xì)分類是一個(gè)從定性分析到定量分類。多種因素中圍巖的強(qiáng)度是基礎(chǔ)，巖體完整程度和結(jié)構(gòu)面狀態(tài)是決定因素。因此要采用綜合勘察手段，為評(píng)價(jià)圍巖穩(wěn)定性取得較全面，較準(zhǔn)確的資料。對(duì)巖體完整性的評(píng)分中，列出了確定圍巖完整程度的完整性系數(shù)，節(jié)理體積數(shù)和RQD的定量值，以及它們之間的相互關(guān)系，但這個(gè)關(guān)系也是因地而異，因此必須根據(jù)本工程的實(shí)際情況采用綜合對(duì)比方法來確定表征巖體完整性的各量之間的關(guān)系。

4.2 根據(jù)“水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范GB 50487-2008”，評(píng)價(jià)圍巖穩(wěn)定性，并作為確定支護(hù)類型的依據(jù)，其標(biāo)準(zhǔn)是：Ⅰ類圍巖穩(wěn)定，圍巖可長期穩(wěn)定，一般無不穩(wěn)定塊體。Ⅱ類圍巖基本穩(wěn)定，圍巖整體穩(wěn)定，不會(huì)產(chǎn)生塑性變形，局部可能產(chǎn)生掉塊。不支護(hù)和局部錨桿或噴薄層混凝土。大跨度時(shí)，噴混凝土，系統(tǒng)錨桿鋼筋網(wǎng)支護(hù)。Ⅲ類圍巖局部穩(wěn)定性差，圍巖強(qiáng)度不足，局部會(huì)產(chǎn)生塑性變形，不支護(hù)可能產(chǎn)生塌方或變形破壞。完整的軟巖，可能暫時(shí)穩(wěn)定。Ⅳ類圍巖不穩(wěn)定，圍巖自穩(wěn)時(shí)間很短，規(guī)模較大的各種變形和破壞度可能產(chǎn)生。Ⅴ類圍巖極不穩(wěn)定，圍巖不能自穩(wěn)，變形破壞嚴(yán)重。

結(jié)束語

本文系統(tǒng)的總結(jié)了水利水電工程中圍巖穩(wěn)定性評(píng)價(jià)的5個(gè)指標(biāo)以及確定支護(hù)類型的依據(jù)、標(biāo)準(zhǔn)等。采用圍巖穩(wěn)定性評(píng)價(jià)方法判定某電站發(fā)電洞長9.5公里圍巖分類，經(jīng)過施工開挖后得出的結(jié)論是基本符合實(shí)際，誤差自然存在，但比較小，說明一個(gè)較符合地下工程實(shí)際情況的圍巖分類能為設(shè)計(jì)、施工提供科學(xué)依據(jù)。如果圍巖分類不合理除了增加工程造價(jià)，可能引起重大設(shè)計(jì)變更，對(duì)工程的影響特別大。圍巖的分類是水利水電建設(shè)中很重要的課題，它直接影響著工程的設(shè)計(jì)，處理，安全，造價(jià)和建設(shè)速度，支護(hù)方法等。由于隧洞的地質(zhì)情況受多方面制約，勘察設(shè)計(jì)階段的地質(zhì)調(diào)查和施工開挖結(jié)果不一定相符，必須加強(qiáng)地質(zhì)預(yù)報(bào)和預(yù)測工作，對(duì)可能發(fā)生不穩(wěn)定地段采取有效措施，避免事故發(fā)生，加快工程進(jìn)度。

參考文獻(xiàn)：

[1]水利水電施工地質(zhì)勘察規(guī)范 GB50487-2008，中國計(jì)劃出版社出版 2009年7月

[2]}新疆某電站地質(zhì)報(bào)告 2012年8月