開建橋電站調壓井圍巖及支護結構研究

毛擁政

(陜西省水利電力勘測設計研究院,陜西 西安700001)

1 工程概況

甘洛縣開建橋水電站位于尼日河干流下游段涼紅～開建橋之間,工程區南距甘洛縣18 km。本工程由首部樞紐、引水系統和廠房建筑物組成。首部樞紐由進水閘、泄洪沖沙閘、右岸連接壩及上、下游輔助建筑物組成。引水建筑物由進水閘、暗涵、有壓隧洞、調壓井和壓力管道組成。主廠房為地面式廠房,尾水與尼日河天然來水相接。電站開發方式為低閘引水式電站,除發電外無其他綜合利用要求。電站為徑流式,發電引水流量98.7 m3/s,額定水頭56 m,電站裝機容量為3×16MW。

調壓井為帶上室的阻抗式[1],井筒為39.6 m×7 m×34.02 m(長、寬、高)的方形結構。上室為城門洞形(5 m×7 m)上室面積400 m2,上室底部高程941 m連接管內徑4.0 m,見示意圖1。

圖1 調壓井縱剖面圖與橫剖面圖

由于該調壓井體形特殊,原設計根據經驗臨時支護采用噴10 cm厚纖維混凝土,邊墻部位采用Φ 25,長度3.0 m～5.0 m的系統錨桿加固,拱頂采用Φ 25,長度4.0 m～6.0 m的系統錨桿進行加固,錨桿間距2 m×2 m,待上一層開挖支護完成后,進行下一層的開挖施工。Ⅱ類圍巖距掌子面3.0倍調壓井開挖跨度開始噴錨支護,Ⅲ類圍巖距掌子面2.5倍調壓井開挖跨度開始噴錨支護;永久支護地板、邊墻采用1.2 m厚C25鋼筋混凝土襯砌。本文在此基礎上進行優化。

2 地質概況及計算參數

調壓井設置于廠房內側邊坡巖體內,其中心位置離廠房平距約70m,高程950m,坡度平均達47°,為谷坡中下段。斜坡上部自然邊坡為38°,表層約7 m～8 m為崩坡積塊碎石層(Q4col+al),穩定性差。調壓井圍巖主要為輕微卸荷的硬質巖,呈中厚層～厚層狀順坡巖體結構,巖體完整性好,不利結構面為層間錯動帶(C1),產生于相對軟弱的凝灰巖夾層中,其與N60節理組的相互組合,構成非穩定結構體,控制井壁巖體穩定性?！?br>