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        圍巖分類法在某水電站發(fā)電洞圍巖中的應(yīng)用

        2017-10-19 06:41:58明德巴依爾
        水能經(jīng)濟(jì) 2017年6期

        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(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)度程度評分(見表1)

        3.2 巖體完整程度評分(見表2)

        4、圍巖穩(wěn)定性評價方法

        4.1 根據(jù)以上的2項指標(biāo)來判定圍巖類別,圍巖分類是采用多因素,多指標(biāo)的綜合分類來評價圍巖穩(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,為評價圍巖穩(wěn)定性取得較全面,較準(zhǔn)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(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”,評價圍巖穩(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,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,可能暫時穩(wěn)定。Ⅳ類圍巖不穩(wěn)定,圍巖自穩(wěn)時間很短,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)定性評價的5個指標(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)定性評價方法判定某電站發(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,說明一個較符合地下工程實(shí)際情況的圍巖分類能為設(shè)計、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,可能引起重大設(shè)計變更,對工程的影響特別大。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,處理,安全,造價和建設(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)報和預(yù)測工作,對可能發(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,中國計劃出版社出版 2009年7月

        [2]}新疆某電站地質(zhì)報告 2012年8月

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