构皮滩水电站尾水出口高边坡开挖支护.pdf

土石方工程
构皮滩水电站尾水出口高边坡开挖支护
龚情/(中国水利水电第九工程局有限公司)
摘要】乌江构皮滩水电站尾水出口开挖最大高度130m左右,为斜交向坡,边坡主要位于O2b~Om地层,
其中C2t+も层属中硬~坚硬岩。O层岩性复杂,软硬相间。Om层属中硬~坚硬岩。Om层为软岩或极软岩,尾
水渠后边坡属典型的上硬下软结构,且在后边坡地处位置地表见有F2m5、F18、F8、F1s等规模较大的断层。边
坡处于强风化带内,断裂构造较发育,总体稳定性差。尾水塔地基承戦力差,存在层间错动及反倾结构面,岩
体风化严重。因此,工程高边坡及塔体直立墙稳定问题是本エ程的问题之一,经过参建各方的共同努力,本工
程高边坡及塔体直立墙处理取得了國满成功
关键词】高边坡直立墙开挖支护
公路以下主要为土方开挖和石方开挖,开挖坡比为1:1。
1前言
尾水出口边坡开挖工程量较大约140万m。边坡处于强
风化带内,断裂构造较发育,总体稳定性差。
构皮滩水电站属一等工程,位于贵州省余庆县构皮滩口
1号公路以上边坡段开挖支护,位于尾水塔洞脸边坡
上游1.5kamn的乌江千流上,上游距乌江渡水电站137km
上方,边坡最大开挖坡高约70m。边坡南侧为斜交逆向
下游距河口涪陵455km,控制流域面积43250km2,多年坡,具有典型的上软下硬结构。由于大部分边坡位于强
平均径流量226亿m3。工程开发的主要任务是发电,兼
风化帯内,根据边坡结构面组合分析,边坡岩体中局部
顾航运、防洪及其他综合利用。水库总库容64.51亿m3,
存在由NW、NW结构画,反倾向结构面及层面或层间
调节库容31.54亿m3,正常蓄水位为630m。电站装机5错动等组合切割构成不稳定组合块体,可能产生单面滑
台,每台装机容量600MW,总装机容量3000MW,保证动破坏,需及时进行支护处理。出口北侧边坡为斜交顺
出カ751.8MW,年发电量96.67亿kW?h,是贵州省和向坡,不利于边坡稳定,边坡岩体中局部存在由NW、
乌江干流最大的水电电源点。
NWW结构面与层面或层间错动等,构成不稳定的组合
构皮滩水电站枢纽布置于深切峡谷河段,存在比较
块体,以双面滑动破坏为主
突出的土质及岩质工程高边坡稳定问题。
尾水塔地基处于微新状态,其整体承载能力能满足
上部建筑物的要求。局部存在层间错动或断层破碎带
2高边坡及直立墙地质特性
且多具软化、泥化现象,性状较差。1号尾水塔直立坡主
要由Om组岩石组成。2号尾水塔靠1号尾水塔侧为O
乌江构皮滩电站地下式厂房尾水渠,位于右岸3号
组,靠3号尾水塔侧上部为(片m组,下部为‰组。3号
导流洞布置,尾水出口边坡开挖包括1号公路以上及以下
尾水塔周围均由m组岩石组成。岩石条件分布极为不
两部分,开挖最大高度130m左右,为斜交向坡,边坡主
均,加上断层裂隙较发育,所以边坡整体稳定性相对
要位于O2+bB~m地层,其中O2s+b层属中硬~坚硬岩
较差。
n层岩性复杂,软硬相间。Om层属中硬~坚硬岩,On
尾水塔地基存在的主要地质问题有:
层为软岩或极软岩,尾水渠后边坡属典型的上硬下软结
1)地基承载力:尾水塔地基岩体主要位于9层,
构,且在后边坡地处位置地表见有F125、F18、Fs、F1
南側局部位于Gm层。?n层岩性复杂,钙、泥质粉砂岩
等规模较大的断层。1号公路以上主要是覆盖层开挖,开
强度较低,单轴湿抗压强度试验值一般为6.7~
挖坡比不同部位为1:0.75、1:0.9、1:1.5不等。1号
15.8MPa。钙质细砂岩及灰岩强度较高,试验值一般为
、水利水电施工201?第4期总第127期
38.9~4.7NMPa。钻孔综合测井表明,地基岩体波速
工配合进行坡面修整成型及基础处理
般为3500~4500m/s,岩体完整性为中等へ较好。钙质3.1.2石方明挖
细砂岩及灰岩承载力较高,钙、泥质粉砂岩则相对较低,
石方开挖前,用装载机或挖掘机平整出作业平台面,
在上部荷载作用下可能产生不均匀变形。
由测量工放出开挖边线,并用石灰定出开挖界线。然后
(2)层间错动及反倾结构面:出口区()m层中层间错用人工配合挖掘机清除石方开挖作业面,由测量工放样
动较发育,少数宽度较大,且大多具软化、泥化现象,定出孔位,然后再进行钻孔爆破。尾水出口每级马道设
性状较差,其对边坡岩体稳定不利,同时尾间错动带的
计高度在20m左右,对于岩石层间错动或断层破碎带,
存在对尾水塔变形稳定亦不利。尾水出凵洞脸边坡中且多具软化、泥化现象的边坡,为保证边披稳定,不宜
NW、NWW结构面较发育,同时还发育有反倾向的不利采用大面积开挖,现场施工均采用每级马道预留1.5
结构面,NW、NWW结构面、反倾向结构面与层面或层
2.0m保护层、分层分块进行开挖,即每级马道先整体开
间错动组合可构成边坡不稳定块体,对边坡稳定不利。
挖至设计面以上1.5~2.0m,然后按分层分块进行保护
(3)岩体风化:On层近地表岩体风化较强,强、弱
层开挖。保护层开挖用手风钴钻孔,浅孔小药量光面爆
风化层厚度达25~30m,风化带内岩体完整性较差,结破,减少爆破震动对边坡的影响,保证边坡开挖质量。
构面强度低,对边坡整体稳定不利。
爆破后使用C20挖拙机按每块长度不大于30m,高度
控制在3~4m将坡面修整成型。开挖验收后,马上进行
主要施工方法
喷混凝士和锚杆支护,一层支护完毕并保证下一层的开
挖能安全顺利进行后,方能进行下一层的开挖。整体稳
3.1尾水边坡开挖支护
定性差的开挖坡面采用光面爆破,光爆孔线装药密度控
施工工艺流程见图1。
制在150~200g/m。在开挖厚度较厚的地段,周边采用
预裂爆破,预裂孔线装药密度控制在300g/m。主爆区
施工准备
开挖放炮平均单耗控制在0.5kg/m2左右,其开挖布孔
见图2。
量放线
开挖内边线
施工道路修建及边坡排水系统形成
预裂孔
ooo000000000
清除盖层
晨孔oo
土方明挖
石方明挖
主爆孔
人工配合反铲絛坡成型
随机锚杆施工
A
边坡系统杄及喷混凝土支护
铺筋桩施工
开挖坡面线导爆索绳
上非电管脚非电管脚
非电管脚
竹片
港凝土护坡施工
减健孔
索施工
下一轮施工循环
预裂孔
主爆孔
图1施工工艺流程图
マ开挖高程
3.1.1土方明挖
施工准备工作完成后,根据业主提供的測量控制网
测出实际地形地貌,并放出设计开挖边线,定出边坡的
图2开挖布孔示意图(单位:cm)
开挖范围。开挖范定下之后,用人工清除开挖区内的
尾水出口的石方明挖主要集中在尾水渠和尾水塔,
所有植被及杂物,开挖线以外做好截水沟与排水沟,给开挖造孔主要采用潜孔钻,并辅以气腿式手风钻与岩石
施工引排水创造条件。
电钻进行。主爆区开挖利用手风钴配合潜孔钻进行。保
大面积土方开挖所采用的挖掘机及装载机由场内施
护层开挖利用手风钻造孔。预裂孔利用岩石电钻或潜孔
工道路进人开挖区,挖掘机或装载机直接