溪洛渡水电站左岸电站进水口边坡的工程地质问题

李学权，贺 溪，周德彦

(中国水电顾问集团成都勘测设计研究院，成都 610072)

1 概况

溪洛渡水电站位于金沙江下游干流，水工枢纽由混凝土双曲拱坝、引水发电系统、泄洪及导流建筑物组成。最大坝高278m，装机容量12600MW，近期多年平均发电量571.2亿kW·h。电站进水口位于坝轴线上游350～650m范围内。

左岸电站进水口顶部操作平台高程为610m，开挖时根据地形地质条件分别开挖成610m、600m、580m、570m和555m 5个高程平台，后期采用混凝土回填到统一的610m平台;外侧拦污栅基础平台高程为514m，560m高程上部按1∶0.3放坡，下部直立开挖。左岸地下厂房共布置9台机组，进水口采用单机单引方式，孔口中心线间距30.50m，进水口全长275.5m，方位约N50°W。

2 地质情况简介

溪洛渡水电站大型建筑物均位于二叠系上统峨眉山玄武岩 (P2β)地层中，该玄武岩经过岩浆14次喷发后形成14个厚度不一的岩流层，各层之间有层间错动带地质界面，记为CX(X为岩流层编号)。

左岸电站进水口边坡开挖涉及的地层为二叠系上统峨眉山玄武岩P2β12～ P2β7岩流层。除C10外，其余层间错动带连续性好，均贯穿整个边坡，性状见表1。每个岩流层中随机分布若干层内错动带，以缓倾角发育为主，一般长度10～30m，宽度2～5cm，部分5～8cm，由角砾、岩屑组成。边坡岩体的强卸荷水平深度一般10～15m，弱风化上段、弱卸荷水平深度35～40m，弱风化下段水平深度45～50m。

表1 层间错动带特征一览表

3 开挖过程中出现的工程地质问题

3.1 边坡的卸荷松弛问题

左岸电站进水口地形陡峻，岩体风化卸荷强烈，虽进水口开挖已将绝大部分强卸荷岩体挖除，但工程规模大，且开挖边坡后应力条件改变，致使边坡多处发生松弛变形。见表2。

表2 溪洛渡水电站左岸电站进水口边坡工程中的工程地质问题一览表

续表

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3.2 开挖平台高程降低的问题

左岸电站进水口边坡岩体中发育多条缓倾角软弱结构面，包括规模大、性状差的层间错动带和诸多层内错动带，且局部伴有一定宽度的影响带，或呈裂隙密集带，或为风化夹层。这些软弱结构面与陡倾裂隙的切割往往使得岩体较为破碎，在该种岩体内开挖成井是十分困难的，或要付出高昂的处理代价。鉴于上述工程地质问题，技施阶段对左岸电站进水口竖井平台进行了开挖调整 (见下图)。

(1)3号机竖井平台的调整。3号机竖井平台招标阶段设计开挖高程为610m，施工开挖过程中，揭示该部位工程地质条件较差，闸门竖井不具备成井条件，因此施工阶段将3号机竖井平台高程降低到600m，与4号机处于同一平台。

3号机竖井部位610～600m高程段岩体为P2β12层底部玄武岩、P2β11层角砾集块熔岩和玄武岩属，弱风化上段、弱卸荷岩体。以镶嵌结构为主，局部次块状结构。发育有层间错动带 C11，因受 C11影响，P2β12层底部玄武岩岩体破碎，结构面发育，开挖后岩体普遍松弛。

(2)5号机竖井平台的调整。5号机竖井平台招标阶段设计开挖高程为600m，施工开挖过程中，揭示该部位工程地质条件较差，闸门竖井不具备成井条件，因此施工阶段将5号机竖井平台高程降低到580m，与6号、7号机处于同一平台。

5号机竖井部位600～580m高程段岩体为P2β12～P2β10层玄武岩和角砾集块熔岩，属弱风化上段、弱卸荷岩体。以镶嵌结构为主，局部次块状结构。发育有层间错动C11，因受C11的影响，P2β12层底部玄武岩岩体破碎，结构面发育，加之外侧岩体卸荷强烈，普遍松弛，存在较大的块体稳定问题。

(3)570m高程平台至555m高程平台外侧边坡岩体的开挖调整。570m高程平台至555m高程平台外侧边坡岩体为P2β11～P2β9层玄武岩和角砾集块熔岩，层间、层内错动带和顺坡向陡倾卸荷裂隙发育。错动带主要分布有11条 (1条层间错动带C9，10条层内错动带)，延伸长度一般大于10m，主错带宽3～5cm，由岩屑、角砾等物质组成。顺坡向卸荷裂隙主要发育2组:①EW/S∠45°～60°，位于边坡顶部，长5～10m，间距2.0～3.0m，裂面起伏粗糙，严重锈染，张开2～5cm，局部达8～10cm，充填岩屑、碎块;②N60°W/SW∠70°～80°，边坡上普遍分布，长度一般大于10m，部分5～10m，间距0.5～2.0m，裂面起伏粗糙，中度—严重锈染，一般张开0.1～1.0cm，浅表张开1～5cm，充填岩屑及少量次生泥。

由于570m高程平台至555m高程平台外侧边坡错动带和卸荷裂隙发育，岩体松弛严重，完整性较差，边坡表部块体稳定性差，因此在施工阶段该部位岩体进行挖除处理，开挖底部高程降至535m。

4 处理措施简介

上述各部位针对性的处理措施如下:

(1)上游侧坡的处理。对天然边坡上危及进水口的危岩体进行了清理，并将支护范围向开挖线以外延伸10m。

(2)关于卸荷松弛岩体的处理。鉴于竖井平台外侧岩体普遍松弛变形，需加强锁口支护，于外缘立面边坡顶部增加3排预应力锚杆;边坡下部沿错动带错位变形涉及整个进水口边坡的稳定，需整体加固处理，于各进水口间各增设一排锚索支护。

(3)竖井平台基础岩体完整性差的处理。根据地质情况差异整体降低各竖井平台的基础高程。

5 结语

本文介绍的工程地质问题是水利水电工程边坡开挖过程中较为常见、典型的问题。溪洛渡左岸电站进水口可研阶段采用的是岸塔式进水口布置方案，招标阶段为了减少进水口开挖对下部导流洞施工的干扰，将进水口调整为露天竖井式，大大减少了进水口的明挖工程量，不仅节约了大量的工程投资，也为导流洞的施工和大江截流创造了条件。竖井平台开挖过程中的及时调整，也避免了后期不必要的处理代价。

［1］赵伟．长河坝水电站初期导流洞进水口边坡主要工程地质问题及处理［J］．四川水力发电，2009(2)．

［2］祁生文，伍法权，等．小湾水电站坝基开挖岩体卸荷裂隙发育特征［J］．岩石力学与工程学报，2008(1)．

［3］冯学敏，陈胜宏，李文刚，等．岩石高边坡开挖卸荷松弛准则研究与工程应用［J］．岩体力学，2009(2)．