錨噴支護技術(shù)在小浪底工程中的應(yīng)用

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不良的地質(zhì)條件和特殊的水沙條件，決定了小浪底水利樞紐的泄洪、排沙、發(fā)電建筑物在黃河左岸集中布置的總體格局，最終形成了泄洪洞、排沙洞、引水發(fā)電洞、交通洞、排水洞、灌漿洞、施工洞、吊物井、通風(fēng)豎井、電纜井等 100多個洞室組成的洞室群擠在左岸約1km2的單薄山體上。左岸山體為砂巖、粉砂巖和黏土砂巖，且被20多條大小斷層切割，山體上下游均有沖溝切割。巖層層面接近水平(傾角8°～12°)，節(jié)理裂隙發(fā)育，存在分布不規(guī)則的層間剪切破碎帶和多層泥化夾層。在如此復(fù)雜的地質(zhì)和地形條件下，進行水工建筑物的設(shè)計和施工實屬國內(nèi)外罕見。

　　因此，中外建設(shè)者采用了目前世界上最先進的施工設(shè)備和技術(shù)措施。在采用種種先進施工技術(shù)中，錨噴支護技術(shù)在小浪底工程中得到了最充分的運用，并顯示巨大的生命力。

一、進出口高邊坡的錨噴支護

　　 1．進口高邊坡錨噴支護

　　小浪底工程將泄洪、排沙、灌溉和發(fā)電洞等16條隧洞進口組合成“一”字形排列的10座進水塔，其上游面在同一豎直面內(nèi)，總寬度276.4m。為了布置進水塔群，在小浪底工程黃河左岸風(fēng)雨溝進行了大量的土石方開挖，形成了塔后走向NE23°傾向NW，最大坡高120m，坡腳前緣寬277.30m的進口高邊坡。這里地質(zhì)構(gòu)造異常復(fù)雜，對高邊坡穩(wěn)定造成一定影響。①左岸工程區(qū)規(guī)模較大的F28、F236、F238和F240斷層在進口地層都有出露；在開挖過程中，還揭露出十幾條小斷層。②節(jié)理發(fā)育，個別地段形成節(jié)理密集帶，節(jié)理面多附有泥膜或泥質(zhì)充填，對塔后邊坡穩(wěn)定具有控制作用。③層間剪切破碎帶。④在砂巖中發(fā)現(xiàn)有30層夾泥層，出露最長的達53.5m。

　　通過分析和施工中所發(fā)生的各種問題，小浪底工程采取了一系列保證進口高邊坡穩(wěn)定的工程措施。

　　①將進口邊坡南、北兩山頭頂部的第四系覆蓋的黃土層和砂卵層全部挖除降低進口邊坡高度。

　?、谠诟叱?05m、230m,250m,265m和280n分別設(shè)置了3m寬的馬道以方便施工和增加邊坡的穩(wěn)定性。

　　③進行全面的、大規(guī)模的錨噴支護，增設(shè)了大量預(yù)應(yīng)力錨索，提高高邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)，確保邊坡穩(wěn)定。進水口高邊坡錨噴支護量為砂漿錨桿3738根，總長3萬多m，噴混凝土5687m3，鋼纖維噴混凝土951.71m3，預(yù)應(yīng)力錨索600根。

　　 2 泄洪建筑物出口高邊坡錨噴支護

　　泄洪建筑物出口高邊坡基巖邊坡高雖然只有50～80m，但其地質(zhì)條件復(fù)雜，斷層密布，地層結(jié)構(gòu)傾向不利，因此其穩(wěn)定問題嚴重，為了保持邊坡穩(wěn)定，小浪底工程采取了多種多樣工程措施。

　　出口上游坡為順向坡，是3條導(dǎo)流洞(后改為孔板洞)、3條排沙洞、3條明流洞和1個正常溢洪道的出口，其下布置3個消力塘。

　　出口邊坡加固方案的形成，伴隨施工的全過程，經(jīng)歷了4年多的時間。在這個期間做了大量的分析和研究工作，根據(jù)施工中揭露的地質(zhì)情況和現(xiàn)場監(jiān)測的結(jié)果不斷對支護措施進行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，最終形成了較為合理安全的加固方案。

　?、傧黝^減載，降低Ⅱ區(qū)邊坡高度，并用鋼筋混凝土板覆蓋削頭平臺，以防雨水和施工用水進入邊坡。