趙凱，毛進(jìn)

(四川華電雜谷腦水電開發(fā)有限責(zé)任公司，四川成都610091)

1 工程概述

古城水電站位于四川省阿壩藏族羌族自治州理縣及汶川縣境內(nèi)的雜谷腦河上，屬雜谷腦流域水電規(guī)劃“一庫(kù)七級(jí)”開發(fā)規(guī)劃方案中的第七級(jí)梯級(jí)電站。廠址選在汶川縣下莊村下莊電站庫(kù)尾的雜古腦河右岸Ⅰ階臺(tái)地的下游側(cè)，階地后坡基巖裸露，僅坡腳有少量崩坡積堆積物零星分布。開挖揭示廠房后坡發(fā)育一條斷層，斷層產(chǎn)狀:N70°W/NE∠10°～15°，起伏，斷層貫穿廠房后坡。在廠房基礎(chǔ)開挖期，后邊坡發(fā)生了沉降變形，經(jīng)一期錨索治理后，變形速率減緩?！?.12”汶川特大地震后，一期錨索陸續(xù)失效。為防止邊坡繼續(xù)變形，確保廠房安全，震后陸續(xù)新增了二期震后加固錨索、三期錨索、四期錨索。據(jù)內(nèi)部觀測(cè)數(shù)據(jù)反映，治理效果良好，邊坡趨于穩(wěn)定。

2 廠房后邊坡工程地質(zhì)情況

古城水電站工程廠址構(gòu)造部位位于薛城“S”型構(gòu)造系中下莊倒轉(zhuǎn)復(fù)背斜之北西翼，巖層產(chǎn)狀近EW/S，∠75°～85°，與谷坡呈大角度相交。區(qū)內(nèi)無(wú)大的斷層出露，地質(zhì)構(gòu)造主要表現(xiàn)為以層面為代表的一套節(jié)理裂隙系統(tǒng)，其余裂隙不甚發(fā)育。

廠區(qū)物理地質(zhì)作用為岸坡巖體傾倒變形和風(fēng)化卸荷。據(jù)地表地質(zhì)調(diào)查，廠址區(qū)發(fā)育一傾倒變形體(崩坡堆積)，其下游邊界位于廠房后坡一小沖溝，距調(diào)壓井約40 m，上游以黑土坡滑坡下游側(cè)溝(大干溝)為界，前緣至廠房后坡陡坎處，高程約為1 490 m。

在廠房基礎(chǔ)開挖施工過程中，揭示廠房后坡發(fā)育一條斷層，斷層產(chǎn)狀:N70°W/NE∠10°～15°，起伏。斷層貫穿廠房后坡，廠區(qū)內(nèi)后坡上游側(cè)發(fā)育高程為1 414.6 m，下游發(fā)育高程為1 439 m，斷層下盤影響帶寬度為11～14 m，影響帶為絹云母千枚巖，軟化、泥化。斷層及其影響帶(泥化夾層)物理力學(xué)參數(shù)建議值:f'=0.2～0.25，c'=0.002～0.005;下盤影響帶物理力學(xué)參數(shù)建議值:f'=0.25～0.35，c'=0.025～0.028，［R］=0.2～0.3 MPa。斷層相對(duì)位置關(guān)系見廠房后邊坡工程地質(zhì)剖面圖(圖1)。

3 一期錨索及“5.12”地震受損情況

為保證廠房邊坡的穩(wěn)定。在廠縱0+075～廠縱0+085布置框格梁錨索，增加200 t錨索9根;在廠縱0－000.5～廠縱0+075處高程1 407.4 m、1 411.4 m、1 415.4 m、1 419.4 m布置錨索61根，一期錨索總共為70根，其中200 t錨索40根(深度為40～60 m)，100 t錨索24根(深度為42～70 m)，150 t錨索6根(深度為42m)。錨索布置情況見圖2。

“5.12”地震后，古城水電站廠房后邊坡出現(xiàn)了錨噴混凝土開裂、外鼓甚至錯(cuò)臺(tái)，底部貼坡混凝土擋墻出現(xiàn)開裂、剪斷，錨索網(wǎng)格梁及錨墩出現(xiàn)拉裂，廠房后邊坡變形較大，導(dǎo)致安裝在邊坡上的4套多點(diǎn)位移計(jì)全部不能正常工作，其中1套多點(diǎn)位移計(jì)損壞，其余3套多點(diǎn)位移計(jì)均超量程。廠房后邊坡安裝有錨索測(cè)力計(jì)的錨索采用分級(jí)分階段性張拉，錨索測(cè)力計(jì)PR1～PR6鎖定噸位分別為:PR1(103.95 t)、PR2(210.69 t)、PR3(171.55 t)、PR4(206.87 t)、PR5(204.97 t)、PR6(216.28 t)?！?.12”地震后，錨索測(cè)力計(jì)PR1～PR6出現(xiàn)了不同程度的松弛，詳見表1。

4 震后廠房后邊坡錨索治理過程

針對(duì)廠房后邊坡的嚴(yán)峻形勢(shì)，自震后恢復(fù)施工伊始，工程建設(shè)四方會(huì)同專家組成員，通過對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行察看和對(duì)地質(zhì)資料、監(jiān)測(cè)資料反映的情況進(jìn)行分析并討論，形成了以下幾點(diǎn)主要結(jié)論。

4.1 對(duì)廠房后邊坡滑動(dòng)面進(jìn)行分析后取得的結(jié)論

圖1 廠房后邊坡工程地質(zhì)剖面圖

圖2 震前邊坡錨索治理布置圖

表1 廠房后邊坡錨索測(cè)力計(jì)監(jiān)測(cè)成果表

廠房后邊坡變形分兩個(gè)階段，第一階段為2006年基坑剛開挖時(shí)，后經(jīng)過一期錨索得到了穩(wěn)定，第二階段為“5.12”大地震后?！?.12”汶川地震對(duì)古城電站廠房后邊坡產(chǎn)生了較大的影響，對(duì)廠房區(qū)域安全而言，先對(duì)邊坡進(jìn)行治理是十分必要的。邊坡治理主要還是靠預(yù)應(yīng)力錨索。從壓力管道的變形情況看，變形主要集中在從壓力管道3#支管進(jìn)洞40 m的長(zhǎng)度內(nèi)，以此推斷，廠房后邊坡觸動(dòng)面在弱風(fēng)化、弱卸荷下限的外緣，推測(cè)在強(qiáng)卸荷面與弱卸荷面之間，后續(xù)錨索深度宜鎖定在弱風(fēng)化、弱卸荷下限以內(nèi)。

4.2 對(duì)廠房后邊坡后續(xù)增加錨索支護(hù)方案的幾點(diǎn)考慮

后續(xù)增加錨索張拉噸位不宜超過200 t，噸位過大將對(duì)邊坡產(chǎn)生破壞影響。廠房后邊坡后續(xù)增加的錨索與震前一期錨索宜采用框格梁連接，從而使所有錨索整體受力，對(duì)后邊坡的穩(wěn)定將會(huì)有較好的效果。震后，廠房后邊坡支護(hù)范圍適當(dāng)向上、下游延伸，對(duì)上游側(cè)的GIS樓和下游側(cè)的回車場(chǎng)做適當(dāng)考慮，同時(shí)，應(yīng)對(duì)廠房上游GIS樓位置的邊坡進(jìn)行適當(dāng)削坡。

基于以上意見，設(shè)計(jì)在后期陸續(xù)增加了二期震后加固錨索、三期錨索(回車場(chǎng)錨索)、四期錨索(震損錨索修復(fù)新增)。二期錨索及二期震后加固錨索總共設(shè)計(jì)了74根，設(shè)計(jì)噸位為250 t級(jí)，張拉鎖定噸位為200 t級(jí)。

三期錨索支護(hù)范圍不在廠房后邊坡主支護(hù)范圍內(nèi)，位于廠房下游側(cè)安裝間前的回車場(chǎng)內(nèi)。根據(jù)震后工程建設(shè)四方及專家組討論意見，最終于回車場(chǎng)邊坡處布置了三期錨索共20根，設(shè)計(jì)噸位250 t級(jí)，張拉鎖定噸位200 t級(jí)。

四期錨索(震損錨索修復(fù)新增)位于廠縱0+034～廠縱0+075處，高程1 431.4 m和1 435.4 m兩排，共26根，設(shè)計(jì)噸位250 t級(jí)，張拉鎖定噸位200 t級(jí)。

震后錨索新增及加固布置情況見圖3。

5 錨索治理完成后廠房后邊坡內(nèi)部觀測(cè)情況

為及時(shí)監(jiān)控廠房后邊坡的變形情況，在實(shí)施錨索支護(hù)的同時(shí)，對(duì)震后新增錨索又布置了15套錨索測(cè)力計(jì)及4套多點(diǎn)位移計(jì)。監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及過程線如下:

表2 古城水電站廠房后邊坡錨索測(cè)力計(jì)(PR1－PR3)監(jiān)測(cè)成果表/t

表3 古城水電站廠房后邊坡錨索測(cè)力(PR4－PR6)計(jì)監(jiān)測(cè)成果表/t

表4 古城水電站廠房后邊坡錨索測(cè)力計(jì)PR7－PR9監(jiān)測(cè)成果表/t

表5 古城水電站廠房后邊坡錨索測(cè)力計(jì)PR10－PR12監(jiān)測(cè)成果表/t

圖3 震后邊坡錨索新增及加固布置圖

圖4 廠房后邊坡多點(diǎn)位移計(jì)M1監(jiān)測(cè)成果過程線圖

圖5 廠房后邊坡多點(diǎn)位移計(jì)M2監(jiān)測(cè)成果過程線圖

圖6 廠房后邊坡多點(diǎn)位移計(jì)M3監(jiān)測(cè)成果過程線圖

圖7 廠房后邊坡多點(diǎn)位移計(jì)M4監(jiān)測(cè)成果過程線圖

錨索測(cè)力計(jì)成果過程線顯示:目前監(jiān)測(cè)部位錨索的錨固力在張拉鎖定后截止到2009年7月份前錨固力均有少量損失，目前錨索測(cè)力計(jì)PR1～PR12的錨固力普遍在108.50～182.98 t之間;錨索測(cè)力計(jì)PR1～PR12監(jiān)測(cè)的廠房后邊坡支護(hù)錨索軸向荷載監(jiān)測(cè)成果基本無(wú)變化，過程線比較平緩。在對(duì)監(jiān)測(cè)成果和過程線進(jìn)行綜合分析后得知:1 427.4 m高程錨索測(cè)力計(jì)PR1～PR4過程線從2009年6月份開始呈上揚(yáng)趨勢(shì)，其中PR3、PR4較為明顯，加密觀測(cè)到目前為止變化已逐漸平穩(wěn)，過程線趨于平緩;1 423.40高程錨索測(cè)力計(jì)PR6錨固力從2009年6月份有所增大，從加密觀測(cè)到目前為止PR6的變化已逐漸平穩(wěn)，過程線趨于平緩;副廠房后邊坡的錨索測(cè)力計(jì)PR9～PR12監(jiān)測(cè)成果過程線呈平穩(wěn)走勢(shì)。根據(jù)目前的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，邊坡處于穩(wěn)定狀態(tài)。

從布置在廠房后邊坡的多點(diǎn)位移計(jì)監(jiān)測(cè)成果看，多點(diǎn)位移計(jì)孔口變形在－0.18～12.02 mm之間，目前的孔口累計(jì)最大位移量為12.02 mm。從數(shù)據(jù)分析得知，與上月觀測(cè)數(shù)據(jù)比較基本無(wú)變化，邊坡表面淺表層也有小量卸荷松弛變形。成果過程線顯示:目前M42(1 430 m高程、縱:0+011斷面)與M43(1 460 m高程、縱:0+050斷面)多點(diǎn)位移計(jì)變化量逐步穩(wěn)定，本月變化速率放慢，孔口累計(jì)最大位移量分別為12.02 mm和10.74 mm。根據(jù)目前的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，邊坡處于穩(wěn)定狀態(tài)。

6 結(jié)語(yǔ)

古城水電站廠房后邊坡經(jīng)過實(shí)施預(yù)應(yīng)力錨索支護(hù)治理，在引水系統(tǒng)充水、機(jī)組動(dòng)態(tài)調(diào)試中，內(nèi)部監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)反映其整體穩(wěn)定，未發(fā)生任何異常，治理效果良好，對(duì)其他類似邊坡治理有一定的借鑒作用。