梁娟，張有山，張羅彬

(中國水電顧問集團(tuán)成都勘測設(shè)計研究院，四川成都 610072)

1 工程概況

猴子巖水電站位于四川省甘孜藏族自治州康定縣境內(nèi)，工程的主要任務(wù)為發(fā)電，無其它綜合利用要求。水庫正常蓄水位高程1842 m，相應(yīng)庫容6.62億m3，總庫容7.06億m3，死水位高程1802 m，調(diào)節(jié)庫容3.87億m3，電站裝機容量1700 MW(425 MW×4臺)。大壩壩頂高程1848.5 m，河床段趾板建基面高程1625 m，最大壩高223.5 m。本工程初期導(dǎo)流設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)采用50年洪水重現(xiàn)期，相應(yīng)導(dǎo)流設(shè)計流量為5590 m3/s。為滿足工程施工導(dǎo)流需要，共布置了兩條導(dǎo)流隧洞。兩條導(dǎo)流隧洞均布置在左岸，靠河側(cè)為1號導(dǎo)流洞，靠山側(cè)為2號導(dǎo)流洞;1號導(dǎo)流隧洞長度為1552.771 m，堵頭段以下與非常泄洪洞結(jié)合;2號導(dǎo)流隧洞長1979.238 m。1號、2號導(dǎo)流隧洞過流斷面尺寸均為13 m×15 m(寬×高)，進(jìn)口高程為1698 m，出口高程為1693 m。

2 導(dǎo)流隧洞工程地質(zhì)條件

導(dǎo)流隧洞工程區(qū)巖體為志留系上統(tǒng)(S3)～泥盆系下統(tǒng)(D1)變質(zhì)碳酸鹽巖、絹云母石英白云片巖、泥質(zhì)結(jié)晶白云巖等，其中以泥盆系下統(tǒng)(D1)變質(zhì)碳酸鹽巖為主。導(dǎo)流洞工程區(qū)無區(qū)域性斷裂通過，地質(zhì)構(gòu)造以次級小斷層、擠壓破碎帶、節(jié)理裂隙為特征。其中規(guī)模較大的斷層主要有F0、F3，為Ⅱ級結(jié)構(gòu)面，F(xiàn)S-1斷層為Ⅲ級結(jié)構(gòu)面。

3 導(dǎo)流隧洞結(jié)構(gòu)設(shè)計

3.1 隧洞初期支護(hù)措施

根據(jù)導(dǎo)流隧洞地質(zhì)條件、運行條件和施工條件，對導(dǎo)流隧洞洞身采用錨噴、掛網(wǎng)、鋼格柵等單一或組合支護(hù)為初期支護(hù)，鋼筋混凝土襯砌為二次支護(hù)。初期支護(hù)參數(shù)參照《水工隧洞設(shè)計規(guī)范》(DL/T5195-2004)附錄F 采用工程類比法確定，施工過程中根據(jù)開挖揭示的地質(zhì)條件進(jìn)行動態(tài)調(diào)整。導(dǎo)流隧洞不同圍巖類別初期支護(hù)參數(shù)見表1。

表1 導(dǎo)流隧洞洞身圍巖初期支護(hù)參數(shù)表

3.2 隧洞襯砌結(jié)構(gòu)設(shè)計

(1)荷載分析。

導(dǎo)流隧洞襯砌混凝土的設(shè)計荷載主要為山巖壓力、襯砌自重、內(nèi)水壓力、外水壓力及灌漿壓力。

(2)荷載組合與計算工況。

設(shè)計工況分為施工期、運行期與封堵期3個階段，各階段的荷載組合見表2。

表2 導(dǎo)流隧洞荷載組合表

(3)設(shè)計計算參數(shù)。

①由于Ⅲ類圍巖巖體完整性較好，構(gòu)造和節(jié)理發(fā)育較小且產(chǎn)狀對隧洞穩(wěn)定影響較小，Ⅳ及Ⅴ類圍巖節(jié)理裂隙相對發(fā)育，局部穩(wěn)定性差，尤其是Ⅴ類圍巖層間擠壓破碎帶發(fā)育，圍巖不穩(wěn)定。雖然在施工過程中采取了噴錨、格柵鋼拱架等加固措施，但主要考慮其作為臨時支護(hù)，只保證施工期圍巖基本穩(wěn)定及施工安全。故按照《水工建筑物荷載設(shè)計規(guī)范》(DL 5077-1997)中的相關(guān)規(guī)定，Ⅲ、Ⅳ及Ⅴ類圍巖垂直均布壓力分別為0.1γRB、0.2γRB 及0.3γRB，水平均布壓力分別為0、0.05γRH 及0.1γRH;Ⅲ、Ⅳ及Ⅴ類圍巖彈性抗力系數(shù)分別為3250 MPa/m、2250 MPa/m 及250 MPa/m。

②內(nèi)水壓力。根據(jù)設(shè)計流量下導(dǎo)流隧洞壓力水頭分段確定。

③外水壓力。施工期和運行期根據(jù)天然地下水位確定;封堵期堵頭前按庫水位高程1802 m計，堵頭后仍根據(jù)天然地下水位確定。作用在鋼筋混凝土襯砌結(jié)構(gòu)上的外水折減系數(shù)βe 根據(jù)圍巖地下水活動情況、結(jié)合所采用的排水措施，按照《水工隧洞設(shè)計規(guī)范》(DL/T5195-2004)中附錄H 選取。

(4)襯砌厚度及配筋。

利用理正軟件，按《水工隧洞設(shè)計規(guī)范》(DL/T5195-2004)推薦的邊值法對洞身襯砌進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計計算。經(jīng)過襯砌結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算，在完成圍巖初期支護(hù)的條件下，分段采取不同的襯砌型式，襯砌配筋計算成果見表3。

表3 導(dǎo)流隧洞襯砌結(jié)構(gòu)配筋計算成果表

4 結(jié)語

從現(xiàn)場導(dǎo)流隧洞實際施工情況看，設(shè)計成果符合現(xiàn)場設(shè)計地質(zhì)情況。但在實際施工過程中，對于層間錯動帶寬、層面裂隙發(fā)育、巖塊間結(jié)構(gòu)松散、自穩(wěn)能力較差的洞段，在開挖支護(hù)過程中，一定要遵循“小進(jìn)尺、弱爆破、及時支護(hù)”的原則，絕不能冒進(jìn)求快。在架設(shè)格柵鋼拱架時，應(yīng)確保各段間的連接質(zhì)量以及其與巖體間的良好結(jié)合。對于格柵鋼拱架與巖壁間的空隙，應(yīng)及時采用噴混凝土、回填混凝土等措施充填，以增加頂拱巖體的切向位移阻力，消除巖體的位移空間。