库岸边坡和支沟处理方案设计

4.2.4.1　环库公路线路布置

根据引水发电系统要求的有效库容和上水库库盆地形地质条件，确定库盆平面外开口线，环库公路位于库盆顶部，连接主、副坝坝顶交通，形成上水库完整连续的交通系统。

环库路轴线长1429.26m，其中桩号库0+000.00～库0+995.88为左库岸，桩号库1+196.59～库1+429.26为右库岸，桩号库0+995.88～库1+196.59为副坝坝面交通，在桩号库0+000.00和桩号库1+429.26处与主坝连接。

左、右岸环库路路基开挖高程791.60m，上水库底层近于水平，环库路路基基本坐于毛庄2组中厚层状灰岩中。公路外侧临库，路轴线距库盆岸坡与791.60m平台交点5.20m，距环库路开挖边坡坡脚4.80m，平台总宽10.0m，局部遇岸坡冲沟发育段，平台宽度适当加大。

4.2.4.2　边坡开挖及支护设计

坝址处沟底高程685.00～710.00m，左、右近岸山顶高程1000～1300m，相对高差300～500m，右岸关山山体雄厚，左岸狼山正常蓄水位时山体厚480～760m，略显单薄，外侧位深切的峪河和低的豫北平原。

环库路路宽10.0m，路基高程791.60m，公路靠山体侧由于库区边坡的开挖，致使公路边坡，一般坡高20m左右，局部达到40～75m，组成边坡的地层下部为毛庄2组中厚层灰岩，上部为徐庄组薄层页岩、粉砂岩，局部地段为第四系。

环库路791.60m高程以上边坡分为人工开挖边坡和自然边坡，根据边坡高度、岩体结构、风化卸荷、结构面产状边坡开挖支护型式如下：

1.毛庄2组边坡开挖支护

毛庄2岩组为近水平中厚层状灰岩，层厚约20m，顶部出露高程约在803～810m，毛庄组沿库盆两岸呈水平带状分布，除在风门口（桩号库0+425.50～库0+470.3）、4号冲沟（桩号库0+780.00～库0+805.00）等冲沟发育段，其他部位基本连续分布。灰岩岩石抗风化能力强，组成边坡稳定性好，开挖边坡1∶0.2，岩组顶面设一级马道，马道宽2.0m，边坡素喷0.08m厚混凝土支护，并根据现场地质情况加设随机锚杆；局部岩组裂隙发育，采用边坡挂钢筋网喷0.10m厚C20混凝土支护，并根据现场地质情况加设系统锚杆，钢筋网为6@150mm×150mm。支护锚杆采用直径22mm全长黏结式砂浆锚杆，L=3.6m，入岩深度3.50m，锚杆间、排距2.0m，梅花形布置。

2.徐庄组边坡开挖支护

徐庄组位于毛庄组上部，岩组顶部出露高程约为870～900m，徐庄组岩石沿库盆两岸呈水平带状分布，除在风门口、4号冲沟等冲沟发育段，其他部位基本连续分布。岩石抗风湖能力差，风化后常呈碎片状，其边坡稳定性相对较差，开挖边坡1∶0.6，每16.0m设一级马道，马道宽2.0m，边坡挂6@150mm×150mm钢筋网喷0.10m厚C20混凝土支护+系统锚杆。

由于徐庄组页岩钻孔时易于卡钻，对岩石完整性好的徐庄组强风化页岩，系统锚杆采用φ25自钻式中空锚杆，锚杆的长度2.0m（入岩1.9m），对徐庄组强风化页岩岩石裂隙发育段，锚杆长度为3.0m（入岩深度2.9m），间排距1.50m，梅花形布置，灌浆压力0.3～0.8MPa。

3.第四系覆盖层边坡开挖支护

第四系覆盖层主要为松散的坡积、崩积的碎石、块石和孤石夹少量土，主要分布于副坝坝肩与左库岸连接处100m范围内，开挖边坡1∶1.0～1∶1.5，局部1∶0.7，每15.0m设一级马道，马道宽2.0m，边坡挂6@150×150钢筋网喷0.10m厚C20混凝土支护+系统锚杆。

由于覆盖层易于塌孔，系统锚杆采用直径25mm自钻式中空锚杆，间排距1.5m，锚杆梅花形布置，长度为3.5m和4.0m两种，间隔布置，锚杆进入喷混凝土内长度10cm，并和喷混凝土内的钢筋网牢固焊接。

4.边坡排水设计

环库公路边坡全段设置φ100mmPVC排水管，以环库公路路面以上3m为第一排排水孔，排水孔间、排距3.0m，孔深0.5m。

5.局部危岩处理

现场施工时，环库公路右侧桩号HK1+285.00～HK1+366.64之间826.00m高程马道分别产生了纵向和横向裂缝，已支护边坡在827.00～831.00m高程被拉开。

边坡裂缝原因主要是存在一条与边坡走向近一致且倾向坡外倾角60°左右的小断层，断层向下延至810.00m高程，边坡断角，造成边坡裂缝产生，现场实际处理方案：自各裂缝点开挖到810.00m高程，并适当调整边坡至1∶0.75，裂缝处理前先将已支护边坡沿拉裂处割断并清除。

对于库岸其他部位危岩、倒坡岩体及裂隙十分发育岩体，要求清除，不具备清除条件时，锚杆进行了加密和加深，加密锚杆长度是5m，间距加密到1.0m，其余同环库公路一般边坡锚杆支护一样。

4.2.4.3　截洪沟设计(www.xing528.com)

1.水量设计

上水库主、副坝间汇流面积1.1km2，可研补充阶段对该区域洪水提出两种设计思路：

（1）在上水库环库公路内建挡水墙，将上水库环库路外洪水通过边坡和路边排水沟排放至库外，仅将环库公路内洪水存放于上水库，通过发电排放至下水库。

（2）将主副坝区间洪水均存放于上水库，通过发电排放至下水库。

2003年1月8—11日可研补充报告专家组评估意见中提出：“由于环库公路以上的山坡来水入库回将泥沙带入上库，建议不让其入库，而在环库公路设排水沟排出库外。”

截洪沟洪水标准按200年设计，1000年校核。上水库主、副坝间汇流面积1.1km2，其中左库岸环库公路以外汇流面积0.72km2，右库岸环库公路以外汇流面积0.13km2，环库公路内汇流面积0.25km2，调洪计算成果见表4.2-11。

表4.2-11　左岸调洪计算成果表

2.线路布置

施工图阶段左岸截洪沟起止桩号为库0+076.60～库0+996.51，截洪沟结合岸坡开挖一级马道坐于毛庄2岩组顶层，实际开挖时由于边坡超挖严重直接导致截洪沟基础悬空，库0+076.60～库0+397.00段截洪沟与路边排水沟结合设置，库0+397.00～库0+996.51截洪沟保留。

3.结构布置

环库公路截洪沟只有左库岸有，库0+397.00～副坝段，截洪沟底宽由1.5m逐渐增加至2.50m，池深由1.5m加大至3.50m，最小底坡1.4%，至库0+938.39桩号断面渐变至最大断面，底坡1.63%，池深2.50m时对应下泄流量达到61.26m3/s，满足设计需要。

库0+397.00～主坝段及右库岸均未设截洪沟，边坡排水主要利用环库公路排水沟。

截洪沟采用浆砌石砌筑，截水沟库0+076.50～库0+400.37段为岩基基础，底板净宽1.0m，边墙高1.0m，顶宽0.5m，底宽0.9m；库0+400.37～库0+466.41段为土加石基础，底板和边墙均采用浆砌石护砌，底板净宽1.5m，库内侧边墙高1.5m，顶宽0.5m，底宽1.1m，库内侧混凝土护面高1.5m，坡比1∶1.5；库0+466.41～库0+727.95段为岩基基础，底板净宽1.5m，边墙高1.5m，顶宽0.5m，底宽1.1m；库0+795.36～库0+854.80段为岩基基础，底板净宽2.5m，边墙高2.5m，顶宽0.5m，底宽1.15m；库0+854.80～库0+921.58段为岩基基础，底板净宽2.5m，底板已低于环库公路路面，边墙顶宽0.5m，顶高度至沟底2.5m；库0+977.03～库0+995.51段为岩基基础，底板净宽2.5m，边墙高1.0m，顶宽0.3m，底高度至沟底2.5m。库0+727.95～库0+795.36和库0+921.58～库0+977.03为渐变段。

截洪沟在库0+795.36～库0+827.33段处于4号冲沟出口，汛期水量较大，调整为消力池型式，消力池截水沟挡墙采用C20素混凝土，高2.0m，顶宽0.7m，底宽1.5m，挡墙基座高1.8m，埋入地下1.0m，底宽2.5m。挡墙每隔10m设一道伸缩缝，缝内设两道BW -Ⅱ型遇水膨胀止水条，并填塞聚乙烯闭孔泡沫板。截水沟消力池底板采用0.8m厚浆砌石护砌，砌石表面作0.15m厚6@100×100C25F100钢筋混凝土护面。消力池靠4号冲沟边坡采用浆砌石1∶1.4护坡至800.00m高程。

截洪沟在库0+431.02～0+466.41段处于风门口冲沟，汛期水量也较大，为防止汛期水流从截洪沟漫顶，在该处截洪沟边墙外移，将原来截洪沟尺寸由底宽1.5m加大到9～11.0m，并对风门口上游延伸护坡，以保护该段截洪沟。

4.2.4.4　环库公路（含主坝坝顶）路面设计

环库公路（含主坝坝顶）路面原设计为混凝土路面，按国标三级公路设计，路面宽7.0m，路面厚22cm，环库公路路面下混凝土找平层，主坝路面基础为水稳层。施工期现场调整整为沥青混凝土路面，路面结构从上到下依次为4cm厚细粒料沥青混凝土、6cm厚中粒式沥青混凝土、20cm厚水泥稳定碎石。路面宽度7.0m，高程791.90m，坡度1%，倾向库外侧。沥青混凝土路面库外侧设置10cm厚C20混凝土路缘石，路缘石高出路面10cm。

4.2.4.5　环库公路构造设计

沿环路公路靠库盆侧设防护墙，墙基础高程791.20m，底宽1.70m，墙顶高程792.50m，墙顶设0.60m高工字形钢支柱+直径50mm和直径70mm钢管扶手，钢支柱间距1.20m、1.0m两种。

防浪墙混凝土采用C25F100，分块长度不大于12.0m，缝宽2cm，缝面设铜止水一道，缝面充填沥青杉板，铜止水埋入基础以下微膨胀混凝土。

环库路每29（30）m设一太阳能照明灯，灯柱高8.0m，基座与防浪墙整体设计，平面尺寸局部放大至0.40m×0.40m（b×h）。

环库主要电缆有库底、副坝照明电缆和观测电缆，电缆穿φ100钢管埋设于防浪墙内靠岸坡侧，为便于检修，对应环库照明灯座处设电缆检查井。