官地水电站右岸导流洞斜出洞方案边坡稳定分析及处理

马 行 东

(中国水电顾问集团成都勘测设计研究院，四川 成都 610072)

1 前 言

官地水电站工程枢纽主要由挡水建筑物、泄洪消能建筑物、引水发电系统建筑物组成,碾压混凝土重力坝坝型，右岸地下式厂房。工程采用左、右共两条隧洞导流布置型式，洞身断面16m×19m(宽×高)，均为城门洞形。右岸导流洞洞长1 018.6m，导流洞进口高程为1 204m，出口高程为1 199.88m。

2 右岸导流洞出口边坡工程地质概况

(1)内侧坡：边坡从桩号0+982.4m高程1 221m开始到桩号1+074.4m高程1 204m结束，两个边坡高度约为17m。F6断层通过，发育有3条错动带fyd36、fyd41和fyd42，错动带特征见表1；节理主要发育2组①N30°～40°W/NE∠20°～30°，②SN/E或W∠10°～15°或40°～80°，节理面平直光滑，裂面锈染，间距10～30cm，张开宽度一般为1～5mm，充填岩屑或泥漠。节理受岩性影响，一般延伸较短。由于受断层、错动带和节理裂隙的影响，内边坡岩石破碎，以Ⅴ类岩体为主，但由于边坡较矮，经处理后整体是稳定的。

(3)外侧坡：外侧边坡从桩号0+992.8m高程1 221m开始到桩号1+080m高程1 204m结束，边坡高约17m，发育F6断层和7条错动带(见表1)。节理主要发育3组：①N10°～20°W/SE∠15°～35°；②N30°～40°W/NE∠20°～30°；③SN/E或W∠10°～15°或40°～80°。节理面平直光滑，裂面锈染，间距10～30cm，张开宽度一般为1～5mm，充填岩屑或泥漠。节理受岩性影响，一般延伸较短。由于受断层、错动带和节理裂隙的影响，外边坡岩石破碎，以Ⅴ类为主，但由于边坡较矮，经处理后整体是稳定的。

表1 右岸导流洞出口内、外边坡错动带特征

3 斜出洞方案边坡稳定分析评价

出口边坡岩体为Ⅴ类和Ⅳ类围岩。根据低线开挖揭示的地质情况，揭示无控制边坡整体稳定的结构面，但存在局部不稳定块体，边坡全强风化、强卸荷岩体深厚，边坡稳定性差。在2006年7月，右高线公路发生较大规模的塌方，造成右导出口一直不具备施工条件，对出洞点进行第二次调整，斜向30°出洞(开挖跨度21.8m)，出洞口后退20m，仅对边坡进行了局部开挖，洞顶以上最大开挖高度约40m。

4 出口边坡支护处理

受右高线边坡塌方影响，右导出口不具备施工条件，同时考虑到工期影响，最终调整右导出口采取斜向47°出洞(开挖跨度27.9m)，直接出洞，不对边坡进行开挖。考虑到斜出口可能产生较大的侧向压力，边坡很容易发生失稳，故对该边坡采取了强支护。支护方式如下：边坡表层挂钢筋网喷10cm厚C20混凝土封闭；1 303m高程以上边坡设3m和6m锚杆，间隔设置，锚杆直径φ25，间排距2m；1 303～1 241m高程之间的边坡用4.5m和9m锚杆间隔设置，锚杆直径φ25，间、排距1.5m；1 241m以下边坡进行固结灌浆，内插锚筋束；1 303m高程以下边坡在1 271、1 263、1 255、1 247、1 237、1 229和1 225m高程采用锚索进行深层加固。150t锚索(1 225m高程锚索按120t张拉)，长度40m(1 225m高程锚索长度50～25m)。外测边坡采取固结灌浆及贴坡混凝土挡墙处理。

5 安全监测成果分析

5.1 内观监测成果

(1)锚索测力计：锚索测力计受力无明显变化，测值平稳，目前损失3%～8%。锚杆应力计：部分仪器安装初测值较平稳，后由于附近进行锚筋桩钻孔施工，测值有些跳跃现象，但近期无大的发展。

(2)锚杆应力计：多数锚杆应力计受力变化平缓。

(3)多点位移计：多数多点位移计各段位移无明显变化，位移量值微小。

(4)测斜孔：测斜孔深度测值无大的变化。

(5)渗压计：地下水位无明显起伏。

从整个监测过程来看，右岸导流洞出口边坡各监测部位，除个别测点物理量当前有较明显变化外，大部分测点各均呈小量级上下波动状态，各物理量历时过程曲线变化平缓，无突变点发生，表明边坡岩体在整体上是处于稳定状态的。

5.2 外观监测成果

右岸导流洞出口边坡典型外观测点的历时位移过程曲线简要评述：测点的平面和垂直方向无明显变化，累计量值呈稳定趋势。边坡大部相对稳定，局部区域仍在缓慢变形，但不明显。

6 结 论

(1)右岸导流洞进口边坡主要由强卸荷岩体组成，边坡岩体自稳能力差，开挖坡比大于稳定坡比，经锚索、锚筋束、锚杆和挂网喷混凝土等加固处理后，监测成果反映，目前坡体处于稳定状态。

(2)在设计及施工过程中，根据实际地质条件，提出了出口边坡优化建议。出口采用斜向出洞，边坡未进行开挖，总计减少开挖量67万m3，节约了大量的工程投资，缩短了工期。

(3)该设计施工优化方案,为复杂地质高边坡条件下超大断面地下洞室出洞布置积累了经验。对于复杂地质陡峻高边坡的治理应尽量减少对原边坡的扰动,采取预应力锚杆(锚索)等主动支护手段。

(4)鉴于右岸导流洞地质条件复杂，建议在运行期加强进出口边坡、洞室围岩，特别是进出口段、断层带附近、不利结构面组合段的变形监测及分析工作，以便及时掌握岩体变形情况，确保洞室围岩及边坡的稳定。