进水口边坡的开挖支护原则为“少开挖、强支护”,施工期间,根据开挖揭露的地质情况变化和安全监测成果,进行动态支护设计,实时分析边坡稳定状态,适时调整支护设计方案。
5.1 开挖布置
进水口边坡根据地层出露情况,以3#引水隧洞轴线为界分为上游侧边坡和下游侧边坡,以进水口平台高程为界分为上部永久边坡和下部临时边坡。上游侧永久边坡垂直开挖,下游侧永久边坡开挖坡比1∶0.25,边坡每20m设置一级马道,马道宽5m;上游侧边坡最大坡高约70m,下游侧边坡最大坡高约150m,洞脸边坡坡高70~120 m;边坡总开挖方量约70万m3。
5.2 支护设计
支护加固总体方案为:以预应力锚索深部加固、抗剪洞、排水洞以及边坡截、排水的工程措施,保证边坡的整体稳定以及明确的不稳定块体的稳定;对开挖过程中局部不稳定块体、潜在不稳定块体、表层松动岩体、岩体卸荷松弛变形等问题,采取以坡面挂网喷混凝土、锚杆、锚筋束及预应力锚索为主的支护措施。
(1)边坡截、排水系统。遵循“治坡先治水”的设计理念布置边坡排水系统,由地下山体排水系统和坡面排水系统两大部分组成。
坡面排水系统主要由截水沟、马道排水沟和坡面系统排水孔组成,排水孔直径90mm,入岩8.0m,间排距6.0m×6.0m。坡面表层渗水和地表积水通过截水沟和排水沟形成的地表排水网络通道疏导水流流向,排至工程区以外。
地下排水系统主要由高程1710m、1750m和1790m三层排水洞以及洞内排水孔和事故闸门室交通洞上游侧边墙深排水孔组成,排水孔入岩10~30m。排水洞的洞线走向尽量贴近不利结构面和节理裂隙带,有条件时加以追踪以充分发挥洞室本身的排水功能。同时,根据排水洞主洞开挖揭露的实际地质情况,适当布置排水支洞,以扩大地下排水系统的覆盖范围。(www.xing528.com)
(2)锚索支护。进水口边坡主要采用1000 k N有黏结普通拉力型预应力锚索、2000 k N预应力对穿锚索和3000 k N无黏结压力分散型预应力锚索作为深层加固的主要工程措施,锚索长度30~60m,间排距4.5m×4.5m,总计布置锚索约1560束。
进水口下游侧为三叠系下统变质粉细砂岩,变形破坏机制主要为滑移-拉裂破坏,采用1000 k N级预应力锚索对边坡岩体表面起到预锚作用,有效地保证了大量表层松散块状岩体的稳定性和整体性,增强了岩块之间的嵌固力,减小了边坡岩体开挖卸荷的范围和深度。
进水口上游侧三叠系中统杂谷脑组大理岩变形破坏机制表现为弯曲-拉裂破坏,采用3000 k N级预应力锚索进行深部锚固,保证边坡的整体稳定。
进口引水隧洞之间岩柱较薄,高边坡开挖对隧洞进口段洞室群围岩稳定和边坡稳定存在潜在影响,在引水隧洞进口5~30m范围内,引水隧洞两两之间布置两排2000 k N预应力对穿锚索。
(3)抗剪洞。针对进水口上游侧大理岩地层中中倾坡外的fJPD3-1结构面与相关结构面组合的块体的加固布置1条抗剪洞,配合边坡系统预应力锚索进行加固。抗剪洞沿块体底滑面fJPD3-1布置,追踪直至fJPD3-1尖灭为止,并延伸至稳定岩石中至少5m,总长52.4 m,断面尺寸(宽×高)4 m×12m,洞身采用C30混凝土回填密实。
(4)表层支护。边坡表层岩体采用挂网喷混凝土+系统锚杆的支护措施控制松弛岩体的失稳以及加固小规模不稳定块体,锚杆直径28mm/32mm,L=6.0m/9.0m,间排距1.5m×1.5m。边坡开口线以及各级马道边线位置系统布置锁口锚筋束328进行超前支护,确保坡面的开挖形态和开挖临空面新生块体的临时稳定。
(5)断层出露带加固处理。进水口边坡坡面主要出露f401、f419等断层及影响带,为保证该部位岩体自身的稳定性,同时给预应力锚索锚墩提供必要的承载力,对边坡坡面出露的断层带破碎岩体采用钢筋混凝土或素混凝土进行置换,置换混凝土厚50cm,两侧布置插筋与周围岩体固定。
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