柯善軍，黃 春，張俊潔

（1. 中國(guó)水電顧問(wèn)集團(tuán)成都勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，四川 成都 610072；2.中國(guó)水利水電科學(xué)研究院，北京 100038）

黃金坪水電站裝機(jī)容量850MW，樞紐由最大壩高約95.5m的瀝青混凝土心墻堆石壩、左岸尾部大廠房、左岸泄洪系統(tǒng)和右岸導(dǎo)流洞組成。

導(dǎo)流洞布置于大渡河右岸，城門(mén)洞型，斷面尺寸為15m×16m，隧洞全長(zhǎng)712.766m，導(dǎo)流洞進(jìn)口軸線方向?yàn)镾83°W，與河流流向夾角約30° 。

該導(dǎo)流洞K0+112～122.5m于2008年11月29日、12月6日出現(xiàn)塌方，方量分別為660m3、530m3，直接影響樞紐建筑物及施工安全。因此，須采取有效的加固處理措施，使導(dǎo)流洞塌方段圍巖巖體處于穩(wěn)定狀態(tài)。

1 塌方段工程地質(zhì)條件

塌方段巖性為石英閃長(zhǎng)巖，呈弱風(fēng)化、弱卸荷狀態(tài)，采取分層開(kāi)挖措施，根據(jù)上層開(kāi)挖揭露，K0+50～122.5m段巖體呈碎裂、散體結(jié)構(gòu)，為Ⅴ類圍巖。主要在f1（f11-28）與f11-23斷層的交匯帶發(fā)生塌方，K0+122～130m雨季頂拱大量滲水。

f1（f11-28）斷層： N15°W～N20°E/NE ～SE∠45～56°，主錯(cuò)帶寬40～120cm，由碎斑巖、石英角礫、花崗巖角礫以及灰綠色碎粉巖組成，潮濕，松散，影響帶寬約3～4m。f11-23斷層： N30°W/NE∠80°，主錯(cuò)帶寬200～220cm，以碎粉巖為主，少量角礫巖，上、下盤(pán)各見(jiàn)10cm厚泥質(zhì)物。斷層帶為碎裂-散體結(jié)構(gòu)，上下盤(pán)影響帶為塊裂-碎裂結(jié)構(gòu)。

2 塌方原因分析

2.1 巖體結(jié)構(gòu)

斷層及斷層影響帶巖體破碎，抗剪強(qiáng)度大大降低，摩擦阻力小，巖體自穩(wěn)能力降低，使得巖體易發(fā)生坍塌。

2.2 初期支護(hù)狀況

該段圍巖按V類圍巖進(jìn)行初期支護(hù)，支護(hù)類型為錨噴混凝土+鋼拱架。根據(jù)前期施工情況分析，垮塌段的前后幾十米內(nèi)均發(fā)生多次小規(guī)模坍塌，部分鋼拱架在圍巖壓力下已發(fā)生明顯的屈服變形，起不到應(yīng)有的支護(hù)加固效果，說(shuō)明該段的支護(hù)結(jié)構(gòu)難以滿足此類圍巖所要求的支護(hù)強(qiáng)度。

2.3 水壓力的影響

導(dǎo)流洞沿線地下水類型主要為基巖裂隙水，主要由大氣降水補(bǔ)給。加之塌方期間降雨量較大，雨水滲入巖層中，使得裂隙水發(fā)育，水壓力增大，造成圍巖壓力的增大，對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)施加的作用也隨之增加，使得鋼拱架發(fā)生一定的屈服變形。

3 塌方段處理措施及效果

3.1 固結(jié)灌漿處理及監(jiān)測(cè)

對(duì)導(dǎo)流洞塌方段圍巖巖體采取固結(jié)灌漿補(bǔ)強(qiáng)。為了解塌方段頂拱3m范圍固結(jié)灌漿補(bǔ)強(qiáng)效果，對(duì)塌方段進(jìn)行物探監(jiān)測(cè)。

監(jiān)測(cè)孔布置如下：K0+115、K0+118、K0+121三個(gè)斷面的頂拱、左右拱腰、左右拱肩部位各布置1個(gè)鉆孔，共5個(gè)鉆孔，如圖1、圖2所示。

圖1 塌方段固結(jié)灌漿補(bǔ)強(qiáng)監(jiān)測(cè)孔布置示意圖

圖2 固結(jié)灌漿補(bǔ)強(qiáng)監(jiān)測(cè)孔布置示意圖

監(jiān)測(cè)孔全景圖像顯示，導(dǎo)流洞拱角、拱腰、頂拱3.5m范圍內(nèi)空洞、裂隙均得到有效填充。聲波測(cè)試顯示，塌方段頂拱3m范圍類巖體在補(bǔ)強(qiáng)灌漿后平均波速普遍在3000m/s左右，局部平均波速達(dá)到3500m/s以上。監(jiān)測(cè)結(jié)果反映，導(dǎo)流洞塌方段補(bǔ)強(qiáng)固結(jié)灌漿在導(dǎo)流洞頂拱3.5m范圍內(nèi)對(duì)空洞、裂隙具有明顯的填充，形成了殼體，殼體密實(shí)度較好。

3.2 變形監(jiān)測(cè)

在塌方段K0+125.00m、K0+110.00m分別布置2-2剖面和7-7剖面進(jìn)行應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測(cè)。

根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果分析，2-2剖面（樁號(hào)K0+125.00m）、7-7剖面（樁號(hào)K0+110.00m）圍巖位移變化量較小，已趨于平緩，如圖3、圖4所示。從已安裝的各部位多點(diǎn)位移計(jì)、錨桿應(yīng)力計(jì)、錨索測(cè)力計(jì)的觀測(cè)結(jié)果來(lái)看，塌方段圍巖整體是穩(wěn)定的。

圖3 塌方段2-2剖面各測(cè)點(diǎn)位移時(shí)間過(guò)程線

圖4 塌方段7-7剖面多點(diǎn)位移計(jì)觀測(cè)結(jié)果

4 結(jié)論

黃金坪水電站導(dǎo)流洞塌方段發(fā)育斷層，影響帶寬厚，巖體較破碎，上層開(kāi)挖時(shí)由于支護(hù)滯后、支護(hù)不力等因素，圍巖變形較大。因此，開(kāi)挖過(guò)程中應(yīng)及時(shí)支護(hù)，并加強(qiáng)支護(hù)結(jié)構(gòu)。另外，裂隙水發(fā)育洞段水壓力增大時(shí)會(huì)造成圍巖壓力增大，開(kāi)挖過(guò)程中應(yīng)適當(dāng)增設(shè)排水孔。

黃金坪水電站導(dǎo)流洞塌方段圍巖在固結(jié)灌漿處理后處于穩(wěn)定狀態(tài)，表明該處理措施是完全可行的。

[1]四川省大渡河黃金坪水電站可行性研究報(bào)告[R]. 成都:中國(guó)水電顧問(wèn)集團(tuán)成都勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院, 2009.

[2]呂康成. 隧道工程試驗(yàn)監(jiān)測(cè)技術(shù)[M]. 北京: 人民交通出版社, 2000.

[3]夏才初, 李永盛. 地下工程測(cè)試?yán)碚撆c監(jiān)測(cè)技術(shù)[M]. 上海:同濟(jì)大學(xué)出版社, 1999.

[4]張咸恭, 王思竟, 張倬元, 等. 中國(guó)工程地質(zhì)學(xué)[M]. 北京:科學(xué)出版社, 2000.