安徽金寨抽水蓄能电站进厂交通洞设计

孙 胜 利

(中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司，浙江 杭州 311122)

·水利工程·

安徽金寨抽水蓄能电站进厂交通洞设计

孙 胜 利

(中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司，浙江 杭州 311122)

采用Slide软件，对安徽金寨抽水蓄能电站进厂交通洞边坡稳定进行计算分析，介绍了边坡的支护设计，洞身支护、排水、路面设计，施工过程中针对一些具体问题的调整，对类似工程有一定的参考价值。

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1 概述

安徽金寨抽水蓄能电站装机容量1 200 MW，电站枢纽由上水库、下水库、输水系统、地下厂房等建筑物组成。

进厂交通洞是地面、地下交通运输及主厂房、主变洞、尾闸洞进风的主要通道之一，与5号、7号施工支洞、主变进风洞、中层排水廊道相通，施工期作为厂房中部开挖的施工通道，设计速度20 km/h。

2 洞口设计

2.1地质条件

洞口位于两沟之间的舌状山梁，地面高程260 m～295 m。覆盖层厚0.9 m～3.9 m，下覆基岩为混合片麻岩、二长片麻岩。根据钻孔揭示，全风化下限埋深2.7 m～7.0 m，强风化下限埋深3.7 m～7.5 m，弱风化下限埋深约27.2 m。

断层F314在洞口前缘穿过，宽0.8 m～1.0 m，对洞口边坡无影响。

边坡地质平面见图1。

2.2边坡稳定计算

2.2.1基本资料

采用Slide软件计算。

各岩土层地质参数见表1。

表1 岩土层地质参数表

开挖坡比由下至上分别为1∶0.75(15 m高),1∶1.2(10 m高),1∶1.2至开口线，马道宽均为3 m。

2.2.2计算模型

选取1—1,2—2剖面(如图1所示)进行计算。

地下水位线以上材料采用天然状态参数，以下材料采用饱和状态参数。

短暂暴雨工况假定地下水位上升至地表，所有材料均饱和。

荷载基本组合仅考虑自重+地下水压力，暂不考虑加固力。

2.2.3计算结果

1—1,2—2剖面计算结果见表2。

表2 1—1,2—2剖面计算安全系数汇总表

2.2.4计算结果分析

由表2看出，2—2剖面在无支护条件下短暂工况计算安全系数小于允许安全系数，需增加支护。

边坡采用C25锚杆(长6 m，间排距3 m×3 m)支护，短暂工况计算安全系数分别为1.362(毕肖普法)和1.316(詹布法)，满足设计要求。

2.3边坡设计

第一级边坡采用C25砂浆锚杆支护，长7 m，间排距2 m×2 m，贴坡混凝土厚0.5 m；第二级、第三级边坡采用C25砂浆锚杆支护，长6 m，间排距3 m×3 m，坡面布置钢筋混凝土框格梁。

3 洞身设计

总长1 690 m，城门洞型，净断面8 m×8.8 m(宽×高)。洞口高程259.90 m，安装场侧高程175.90 m，平均坡度5%，转弯段洞中心线半径均为100 m。

3.1地质条件

洞身段上覆岩体厚度80 m～340 m，主要为混合片麻岩、二长片麻岩和角闪岩，岩体呈块状～次块状结构，总体较完整，局部完整性差。围岩类别主要为Ⅱ类，局部Ⅲ类，断层破碎带为Ⅳ类。多位于地下水位线以下，需加强抽排水措施。

3.2支护设计

洞口设2排C28锁口锚杆，长8 m，间排距1 m×1 m。

根据《岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范》设计。

进洞段 Ⅳ 类围岩支护型式：DN42×4@300 mm小导管超前支护，长4 m；预喷C30素混凝土厚0.05 m；钢格栅，间距0.75 m；C25砂浆锚杆@1.2×1.5 m，长4.5 m；挂网喷C30混凝土厚0.25 m；钢筋混凝土衬砌厚0.5 m。

洞内段Ⅳ类围岩支护型式：C25砂浆锚杆@1.2×1.5 m，长4.5 m；挂网喷C30混凝土厚0.1 m；钢筋混凝土衬砌厚0.4 m。

Ⅲ类围岩支护型式：C22砂浆锚杆@1.5×1.5 m，长3 m；喷C30混凝土厚0.1 m，随机挂网。

Ⅱ类围岩支护型式：C22随机砂浆锚杆，长3 m；喷C30混凝土厚0.1 m，随机挂网。

3.3排水设计

根据《地下工程防水技术规范》设计。

设φ50排水孔，长3 m，每个断面布设6个排水孔，间排距3 m×6 m(洞向)。

无衬砌段，排水孔内插0.2 m长DN40 PVC排水花管，管身和内端头用土工布包裹，孔口用速凝水泥砂浆封堵，排水孔通过三通和环向DN50软式排水管接入排水沟，软式排水管在喷混凝土内。

有衬砌段，衬砌混凝土抗渗等级为W8，排水孔的接引同无衬砌段，设置1.2 mm厚EVA复合防水板，环向排水管末端通过DN100纵向排水盲管连通。每12 m～15 m设1道结构缝，缝内设紫铜片止水。

3.4路面设计

根据《公路水泥混凝土路面设计规范》设计。

路面混凝土强度等级为R5.0，采用C15垫层混凝土找平。一期混凝土厚0.18 m，二期混凝土厚0.12 m，其余设计与规范一致。

4 施工过程

2015年7月15日～2015年11月17日完成洞口土石方明挖及支护施工，2015年11月18日～2016年10月31日完成洞挖及支护施工，2016年11月1日～2017年7月31日完成衬砌混凝土施工，2017年8月31日具备移交条件。

4.1进洞段支护调整

根据地质情况，钢格栅调整为钢拱架，间距调整为0.5 m。注浆小导管排距调整为1.5 m，系统锚杆排距调整为1.0 m。

4.2Ⅲ类偏差围岩段支护型式调整

Ⅲ类偏差围岩段增加钢筋拱肋支护。每片钢筋拱肋由3C25@150 mm主筋与C16@300 mm分布筋焊接而成，锚杆端头弯折0.15 m，与分布筋焊接。间距(0.5 m～1.5 m)根据围岩情况由地质工程师现场确定，系统锚杆排距与钢筋拱肋间距保持一致。

4.3岔洞口洞壁半径调整

为满足钢管运输的要求，5号、7号施工支洞岔洞口洞壁半径由原设计的5 m调整为30 m。

为满足机电设备运输的要求，主变进风洞岔洞口洞壁半径由原设计的5 m调整为20 m。

4.4回车场开挖宽度调整

根据《水电工程设计防火规范》，为满足消防车回车的要求，回车场开挖宽度由原设计的13 m调整为16 m(净宽15 m)。

4.5衬砌混凝土强度等级调整

根据《水利水电工程结构可靠性设计统计标准》和《混凝土结构设计规范》，进厂交通洞使用年限为100年，衬砌混凝土强度等级由C25调整为C30。

4.6渗水处理

在集中渗水处施工排水孔(φ50、深1.0 m，下同)，孔口内插DN40、长0.3 m聚乙烯软管，管尾部采用DN50软式排水管引流至排水沟内。顶拱条带状及面状渗水处施工@1.2×1.2 m系统排水孔，侧墙施工随机排水孔，并设置环向软式透水管，软式透水管外设置EVA复合防水板，防水板外分层设置钢丝网和钢筋网并采用钢筋拱肋固定。

5 结语

安徽金寨抽水蓄能电站进厂交通洞设计历时一年，施工超过两年，笔者经历了设计和施工的全过程，主要结论如下：

1)洞口边坡设计根据地形、地质条件进行了大量的调整，需结合边坡稳定计算确定边坡的位置、开挖坡比和支护型式；

2)进洞段地质条件较差，对原支护型式进行了适当的调整，保证了安全和施工进度；

3)涉及8个专业的会签，需要了解其他专业的知识，尽量避免考虑不周导致的施工阶段的调整；

4)洞身设计涉及到交通行业的规范较多，应全面了解为宜；

5)洞身排水孔有进一步优化的空间。

[1] GB 50330—2013,建筑边坡工程技术规范[S].

[2] DL/T 5353—2006,水电水利工程边坡设计规范[S].

[3] NB 35047—2015,水电工程水工建筑物抗震设计规范[S].

[4] GB 50086—2015,岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范[S].

[5] GB 50108—2008,地下工程防水技术规范[S].

[6] JTG D40—2011,公路水泥混凝土路面设计规范[S].

[7] JTG D20—2006,公路路线设计规范[S].

[8] GB 50872—2014,水电工程设计防火规范[S].

[9] GB 50199—2013,水利水电工程结构可靠性设计统计标准[S].

[10] GB 50010—2010,混凝土结构设计规范[S].

AccesstunneldesignofAnhuiJinzhaiPumpedStoragePowerStation

SunShengli

(PowerChinaHuadongEngineeringCorporation,Hangzhou311122,China)

The access tunnel slope of Anhui Jinzhai Pumped Storage Power Station is calculated and analyzed by using Slide software, introducing the slope support design, tunnel body support, drainage, pavement design and modification for some specific problems during construction, which has certain reference value for similar projects.

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1009-6825(2017)29-0205-02

2017-09-02

孙胜利(1982- )，男，硕士，工程师

P641

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