甲米河二级水电站调压井布置型式研究

周 松，刘广社

(1.成都鸿策工程咨询有限公司，成都，610071;2.四川盐源甲米河水电开发有限公司，四川盐源，615700)

甲米河二级水电站为甲米河干流河段梯级开发中的第二级，地处甲米河流域下游河段，上接甲米河一级水电站尾水，下接卧罗桥水电站库区。本文主要对该电站调压井布置方案进行比选。

1 工程地质条件

1.1 开敞阻抗式调压井地质条件

开敞阻抗式调压井直径10m，中心坐标X=50295.974，Y=703970.762，地面高程约 2082m，井筒顶面高程2074.5m。调压井所处位置为缓坡坡地，地表覆盖残坡积碎石土，厚度5m～8m，结构松散，下覆基岩5m～8m为强风化，呈碎裂散体结构，15m～30m为弱风化，呈碎块或块裂结构。调压井最大开挖边坡高约20m，建议开挖坡比:覆盖层1∶1.25;强风化基岩1∶1;弱风化基岩1∶0.75。调压井井筒高度35.4m，井筒主要位于强风化～弱风化岩体以内，裂隙发育，多呈碎裂散体结构、碎块或块裂结构，完整性较差，围岩主要为Ⅳ类，井筒上段为Ⅴ类，围岩不稳定～较稳定，施工中应加强支护衬砌。

1.2 地下埋藏阻抗式调压井地质条件

地下阻抗式调压井所处位置山体较雄厚，地面高程2070m～2145m，山体自然坡度25°～35°，地表覆盖第四系残坡积碎石土层，主要由粉砂质粘土夹碎石组成，厚度5m～8m，结构松散;下覆基岩为三叠系下统青天堡组(T1q)紫红色粗砾长石石英砂岩夹砂砾岩，岩质较坚硬，属中硬岩。强风化深度5m～8m，岩体裂隙发育，裂隙多张开，充填泥质和岩屑，呈碎裂散体结构;弱风化深度25m～35m，裂隙较发育，部分裂隙张开，偶有岩屑或泥质充填，多呈碎块或块裂结构;30m～35m为微风化或新鲜基岩，岩体裂隙不发育，完整性较好。围岩主要为Ⅲ类，围岩较稳定。由于岩层倾向坡外偏下游，加之局部岩层有小褶皱发育，受岩层层面和裂隙组合的影响，局部位置可能出现小型不稳定块体影响围岩稳定性，施工中应加强支护衬砌。

2 方案拟定

根据现场实际地形地质条件，为尽量减少本工程的工期及投资，设计上进行了开敞阻抗式调压井和地下式调压井两个方案的比较:方案一:开敞阻抗式调压井，位于引水隧洞5+140.00m;方案二:地下埋藏阻抗式调压井，位于引水隧洞5+075.80m。

2.1 开敞阻抗式调压井方案

开敞阻抗式调压井所处位置为缓坡坡地，位于引水隧洞5+140.00m。井圈平台高程2074.50m，调压井井筒采用圆形断面，内径10m，下部隧洞底板顶高程为 2018.278m，井筒高35.4m，采用钢筋混凝土衬砌，衬砌厚度为1.0m，井筒衬砌至2074.5m高程后向上延伸2m形成调压井防护墙，并加防护网做井盖对调压井及机组进行防护，防护墙设1×1.5m(宽×高)防护检修门;底部与隧洞连接采用阻抗连接管，内径3.0m，长17.4m，阻抗孔口直径2.2m，采用钢筋混凝土衬砌，衬厚0.4m，井筒周边进行固结灌浆。

图1 开敞阻抗式调压井布置

2.2 地下埋藏阻抗式调压井方案

地下阻抗式调压井位于厂房后坡山体，较开敞阻抗式调压井位置沿洞轴线上移64.2m至隧5+075.80m。此处穹顶上覆岩体厚约40m，调压井井筒采用圆形断面，内径10m，下部隧洞底板顶高程为2018.623m，穹顶高程为2074.50m，井筒高27.7m，采用钢筋混凝土衬砌，衬砌厚度为1.0m，井筒周边固结灌浆。底部与隧洞连接采用阻抗连接管，内径3.0m，长17.1m，阻抗孔口直径2.2m，采用钢筋混凝土衬砌，衬厚0.4m。

穹顶高程附近设置了一条长61.64m的调压室交通洞(兼施工与运行维护)，断面型式为城门洞型，底宽4m，高5m，进口段采用钢筋混凝土支护，其余洞段采用喷锚支护，喷混凝土10cm。

图2 地下阻抗式调压井布置

3 方案比较

调压井布置型式技术、经济比较如表1所示。

表1 技术、经济比较

表1表明，开敞阻抗式调压井除井筒上部地质条件相对较地下阻抗式调压井稍差外，在施工条件和对引水隧洞的影响方面均较地下阻抗式调压井优。开敞阻抗式调压井和地下阻抗式调压井工程投资，前者较后者节约50.21万元，且地下阻抗式不可预见因素较多，选择开敞阻抗式调压井方案较为符合实际。

4 结语

甲米河二级水电站目前已建成发电，纵观整个调压井施工过程，大断面竖井开挖是施工的难题。该调压井自上而下开挖，采取了先锁口、再人工导井、再扩挖的方式进行施工，施工难度大。通过施工单位制定的合理施工方案和精心组织，现已按设计方案顺利完成了施工任务。对技术方案的设计有以下心得:

(1)地形测量和地质测绘作为设计基础资料，其精确度关系设计方案，影响方案的选择;

(2)开敞阻抗式调压井的布置，方便施工场地、风、水、电的布置，工程施工安全、施工进度有保障;

(3)工程施工过程中未发生一起工程事故，工程结算投资为298万元，说明开敞阻抗式调压井施工安全和工程投资是可控的;

(4)对于井筒30m左右高的调压井，施工采取先全断面下卧后锁口，再从上至下采用人工开挖导井，再自上而下扩挖的方式施工是安全可靠的。