格闹河水电站工程厂房边坡治理设计

□黄文建（贵州省水利水电勘测设计研究院）

格闹河水电站工程厂房边坡治理设计

□黄文建（贵州省水利水电勘测设计研究院）

文章结合格闹河水电站工程厂房边坡稳定性分析，针对在施工过程中对其治理设计各方面进行了探讨分析。

水电站；边坡；治理；工程量

格闹河水电站坝址位于在建云贵桥电站上游约4.0km河段，水库总库容为182万m3，正常蓄水位为1470m时，相应库容为160万m3。根据水工设计布置，厂房长46.0m、宽27.0m，水轮机安装高程1286.0m，开挖底部高程为1278.96m；水轮机安装间长18m、宽16.0m，厂房其余部分高程大部分在1300m左右。调压井底部高程为1433.6m，顶部高程1485.0m，调压井为圆形断面，开挖直径约为5.0m，调压井接压力钢管平管段，平管段长约150m，平管段到岔管进入发电厂房。根据水工建筑物级别划分，下游云贵桥电站大坝为4级建筑物，格闹河电站厂房属3级建筑物，根据水利水电边坡设计规范，厂房后边坡级别为3级边坡。

1.治理重点

根据边坡定性及定量分析结果，该边坡可分为两部分进行治理；主厂房后边坡：本次设计的重点，要采用切实可靠的支护措施。其余部位：其余的位置由于开挖较浅可采用加强排水、坡面防护、适当的支护进行综合治理。

2.治理效果

治理后边坡的整体及局部均能满足规范要求的抗滑稳定安全系数，抗滑稳定安全系数见表1。

表1 边坡治理规范表

2.1 边坡水文地质条件变化

水库修建后，边坡的水文地质条件将有相应的变化，对厂房边坡有两方面的影响：水下岩体受到浸泡，考虑水下岩体参数作相应的折减；地下水位的变化、形成新的水环境，设计中根据后期运行工况进行分析计算设计。

2.2 岩土力学参数的折减

边坡治理应考虑边坡的永久运行，考虑水对边坡岩体的软化作用，蓄水后水下岩体的岩土力学参数作相应的折减。

风化卸荷区（①区）：C=80kPa、φ=19.2°；裂隙溶蚀风化区（②区）:C=200kPa、φ=29.36。

2.3 支护高程的确定

不稳定边坡有多种滑动模式（稳定分析只计算出抗滑稳定性系数最低的滑裂面），边坡支护的高程必须超过所有不能满足抗滑稳定安全系数的潜在滑动面，才能确保边坡治理的安全。

2.4 治理设计

本次治理设计初步拟定2个方案：

2.4.1 方案1：预应力锚索+格构梁+被动防护网+截排水措施

在边坡1292.000～1318.000m高程，设置预应力锚索，锚索间排距3m×4m，每个断面8根，每根锚索提供的锚固力为1200kN。锚索间用格构梁连接，格构梁的断面尺寸为600mm×800mm，格构梁方格内用浆砌石填塞密实。

在1318.000m高程以上：对危岩体进行清方(如图1）剖面，清方后进行坡面防护，对地形变化不大的位置采用随机锚杆和被动防护网进行上部边坡的坡面防护，在边坡的顶部沿周边修建截水沟。

图1 边坡治理示意图

2.4.2 方案2：预应力锚索+格构梁+清方减载+锚杆+截排水措施

预应力锚索：在边坡1292.000～1313.000m高程，设置预应力锚索，锚索间排距3m×4m，每根锚索提供的锚固力为800 kN。锚索间用格构梁连接，格构梁的断面尺寸为400mm×600 mm，格构梁方格内用浆砌石填塞密实。

清方减载：共设计4级马道，一级马道：1292.00～1303.00m高程，清方坡比为1∶0.3；二级马道：1303.00～1313.00m高程，清方坡比为1∶0.5；三级马道：1313.00～1328.00m高程，清方坡比为1∶0.5；四级马道：1313.00～1328.00m高程，清方坡比为1∶0.5。

截排水：每级马道内侧及边坡内部两侧设置排水沟，在边坡顶部设置截水沟。

图2 边坡治理示意图

3.方案比选

3.1 技术方案的比选

在两种方案下均能满足边坡治理要求，可以实现边坡治理的目的，确保边坡及其影响范围内的生命财产安全、厂房的正常运营和周围环境。治理方案在技术上是可行的。但是方案二比方案一治理更彻底，方案二优于方案一。

3.2 施工技术比选

方案一锚索设计锚固力相对方案二要小，便于施工，锚固段易满足设计要求，因此从施工后锚索的锚固效果来看，方案二优于方案一。

投资估算比选

建筑工程直接费比选：方案一：建筑工程直接费743.48万元；方案二：建筑工程直接费861.35万元；工程的投资上方案一优于方案二。

4.结论

通过比选，方案二在技术方案及施工技术上均优于方案一，方案一在建筑工程直接费上优于方案二，从工程的特殊性考虑，厂房建成后，厂房后边坡将形成高陡边坡，因此设计推荐方案二为边坡治理方案。

2012-07-26