官地抗震锚索施工组织设计.docx

1、官地抗震锚索施工组织设计雅砻江官地水电站边坡抗震加强锚索加固工程施工投标文件合同编号：GDC-201001 第二卷 技术文件2010年3月1 工程综合说明1.1 官地水电站概况1.1.1电站工程概况官地水电站位于雅砻江干流下游、四川省凉山彝族自治州西昌市和盐源县交界的打罗村境内，系雅砻江卡拉至江口河段水电规划五级开发方式的第三个梯级电站。上游与锦屏二级电站尾水衔接，库区长约58km，下游接二滩水电站，与二滩水电站相距约145km。距西昌市公路里程约80km。本工程主要任务是发电，水库正常蓄水位1330.00m，死水位1328.00m，总库容7.6亿m3，属日调节水库。本工程等级为一等工程，主要

2、水工建筑物为1级，次要建筑物为3级，临时建筑物为4级。电站枢纽建筑物主要由左右岸挡水坝、中孔坝段和溢流坝段、消力池、右岸引水发电系统组成，右岸地下厂房装机4台600MW机组，总装机容量2400MW。大坝为碾压混凝土重力坝，整个坝体共24个坝段，从左至右由左岸挡水坝1#9#坝段、左中孔10#坝段、溢流坝11#14#坝段、右中孔15#坝段和右岸挡水坝16#24#坝段，坝顶高程1334.00m，最低建基面高程1166m，最大坝高168.0m，最大坝底宽153.2m，坝顶轴线长516m。1.1.2本标工程概况本合同工程主要包括左岸缆机平台边坡、右岸2#卸荷拉裂体边坡、右岸4#变形体边坡、左岸2#变形体

3、边坡、消力池左岸开挖边坡、右岸坝肩供料平台开挖边坡和电站进水口边坡预应力锚固工程。在左岸缆机边坡滑坡体高程1510.5m1550m之间布置1500kN锚索支护，共93根，排距以高程控制，两排之间高差3.5m，间距5m，锚索长55m和60m交错布置，俯角15，锚固段长度在类岩石中不小于9m。锚索之间采用锚索横梁连接。锚索区范围内边坡采用系统支护措施，包括锚筋束、挂网喷混凝土、浅排水孔、锚墩结构、锚索梁结构、系统支护等。在右岸2#拉裂体下游侧高程1279.59m1299.20m范围内增加4排2200kN锚索，共21根，锚索高程分别为1295.30m、1291.40m、1287.50m、1283.6

4、0m，其中1295.30m和1287.50m高程的锚索长度为60m，1291.40m和1283.60m高程的锚索长度为55m。锚索之间采用框格梁连接。在卸料平台外侧挡墙下部增加一排2200kN锚索，共11根，锚索长度60m。在4变形体下游侧支护区增加3排200t锚索，每排8根，布置在1358.10m高程锚索上方，新增锚索桩号范围为（4#）0+021.00（4#）0+048.00；新增3排锚索高程分别为1362.10m、1366.10m、1370.10m，各高程锚索长度比正下方1358.10m高程锚索分别增加10m、15m和20m，锚固段长度均为9m。锚索之间采用框格梁连接。锚索区范围内边坡采用

5、系统支护措施，包括挂网喷混凝土、浅排水孔等。锚墩和框格梁结构、系统支护等。在左岸2#拉裂体高程1345.00m1361.00m高程增加5排220t锚索，共64根，高程1385.001393.00m增加3排220t锚索，共26根。锚索区范围内边坡采用系统支护措施，包括挂网喷混凝土、浅排水孔等。锚墩和框格梁结构、系统支护等。在消力池（坝）0+200.00（坝）0+275.00范围内开挖边坡上已经布置了3排锚索，高程分别为1272m、1268m、1264m。根据现场地形、地质条件，该3排锚索和锚索梁向上游顺沿至（坝）0+170.00左右，共增加21根100t锚索。在桩号（坝）0+200.00（坝）0

6、+275.00范围内增加3排2200kN锚索，共45根，锚索高程分别为1260m、1256m、1252m。右岸坝肩供料平台在桩号（坝）0+020.00（坝）0+090.00范围内增加4排2200kN锚索，共50根，锚索高程分别为1405m、1408.5m、1412m、1415.5m，其中桩号（坝）0+065.00（坝）0+090.00范围内锚索为两排，锚索之间布置水平锚索梁。电站进水口在2#4#进水口段边坡开口线以外，锚索高程1385.5m1486.5m增加T2000kN预应力锚索，共54根，锚索长度55m；增加T2000kN预应力锚索，共54根，锚索长度60m。1.1.3水文气象和工程地质条

7、件1.1.2.1水文气象条件雅砻江流域属川西高原气候区，主要受高空西风环流和西南季风的影响。坝址区干湿季节分明，每年11月至次年4月为旱季，日照多，湿度小，日温差大，降雨很少，约占全年降雨量的510%；510月份为雨季，气候湿润，降雨集中，占全年降雨量的90%以上。流域内气温由北向南呈增高趋势，降雨量自北向南递增。根据西昌气象站资料，多年平均气温17.0C，极端最高气温39.4C，多年平均相对湿度75%，最大风速14.0m/s；多年平均降雨量1142.3mm。雅砻江流域径流主要来源于大气降水，洪水主要由暴雨形成，69月为汛期，年最大洪水发生在7、8两个月。洪水过程呈双峰或多峰，一般单峰过程61

8、0天，双峰1217天，一般具有洪峰相对不高、洪量大、历时长的特点。1.1.2.2各工程部位工程地质条件及需注意的问题各工程部位基本地质条件分别简要介绍如下。（1）左岸缆机平台边坡左岸缆机平台谷坡地形陡峻，原始地形坡度4045，局部段达5055。实际开挖高程13341523m。本次增加锚索的边坡以强卸荷松散岩体以及崩坡积堆积的覆盖层为主，性状如下：1）覆盖层边坡表层大部分地段分布覆盖层，主要集中在1490m高程以上及开挖线下游部分。组成物质为崩坡积堆积的大孤石、含孤石块碎石土及坡残积碎砾石土等，其中以崩坡积堆积孤石、含孤石块碎石土及碎砾石土为主。孤石：分布于覆盖层的最表层，左岸缆机平台大部分地段

9、均有分布。孤石岩性以致密玄武岩、斑状玄武岩或角砾集块熔岩为主，弱风化为主，体积大小差距较大，块径一般310m左右，大者可达数十米，孤石部分埋于下方碎砾石土之中。含孤石块碎石土：分布于孤石下方，主要集中在本段边坡的下游部分。为孤石与碎砾石土的过渡土层。孤石性状同上，碎石土主要充填物为红褐色粘性土。据附近开挖出的边坡可知，该范围碎石土覆盖层厚度一般210m左右，红褐色，松散稍密状，据目测，块碎石含量一般50%60%左右。碎砾石土：分布于覆盖层最下部分，边坡除陡崖外大部分地段均有分布。红褐色或黄褐色，稍密，颗粒较均匀，以砾石、粘性土为主，含个别块石，厚度不大，与块碎石土层无明显界线。本层土主要分布于

10、下游侧边坡。2）基岩边坡大部分地段均有基岩出露，本段边坡岩体岩性为P215-2角砾集块熔岩，岩体弱风化为主，强卸荷，岩体完整性差，结构松散，多为碎裂结构，节理裂隙较发育，错动带较发育。主要节理有4组，性状如下：N5060E/SE8090,间距1050cm不等，延伸长度一般大于20m，面多平直粗糙，少量平直光滑，微张，裂面中等锈染，少量附石英膜，部分与边坡夹角较大；N45W/SW7580，于边坡零星发育，间距不等，延伸长度一般510m，倾向坡外，对边坡的稳定有一定的影响；N70E/SE4060，边坡大部分地段均有发育，间距一般0.31.0m，延伸长度一般515m，倾向坡外；SN/W80，间距0.

11、21.5m不等，延伸长度一般1015m，微张，面平直粗糙，裂面大部分中等锈染。岩体错动带发育，错动带规模一般较大，主要组成物质以碎裂岩、石英脉等为主，充填次生泥。本段边坡规模较大的断层不发育。本段边坡岩体以级为主。级岩体结构松弛松散，节理发育，卸荷裂隙张开度一般较大，中间充填粘性土或砾石土，自稳能力差，表层出露岩块基本处于相互孤立状态。左岸缆机平台边坡（1334m高程以上）地质条件可归纳为以下几个方面：1）左岸边坡位于打罗大河湾包围的突出山体之上，为高山峡谷地貌，坡度较陡。开挖线上方及下游侧边坡较陡，部分地段表现为陡崖。2）边坡以覆盖层边坡为主，表面存在较多的孤石、危石等，松散松弛状态，其自稳

12、能力较差；边坡岩体多强风化、强卸荷，节理裂隙发育，卸荷裂隙发育，且多为张开状，岩体松弛松散。（2）右岸2#卸荷拉裂体边坡本边坡紧邻大坝下游，自然边坡走向N75W，倾NE，微地貌略呈圈椅状。前期施工过程中，已将表层覆盖层清理，现为基岩边坡。基岩岩性为P215-2角砾集块熔岩。据前期勘探资料可知，本段边坡的错动带水平线发育率10条/100m，宽度一般小于20cm个别挤压带宽约1.0m，错动带产状主要有：N520W/SW（NE）7585N6575E/SE7585N8090W/NE6580N6090W/NE1030。裂隙较发育，主要有：N520W/SW（NE）7585，大部分地段均有发育，延展性好，多

13、微张或张开，部分充填石英脉或少量次生泥；N6575E/SE7585，大部分地段均有发育，延展性较好，多微张或张开，部分充填次生泥；N8090W/NE6580，大部分地段均有发育，延展性中等，多微张或张开，部分充填石英脉或少量次生泥；N025E/SE1035，大部分地段均有发育，延展性中等；N6090W/NE1030，大部分地段均有发育，延展性中等。全强风化下限水平深度1630m左右，弱风化上段下限3580m左右，弱风化下段下限3580m左右；强卸荷下限水平深度3035m左右，弱卸荷下限80110m左右。有以下几条重要错动带：fx1203：产状N7090W/NE2025，宽13cm，最宽可达10

14、cm，由石英角砾、压碎岩、次生泥及少量角砾糜棱岩组成； fx1204：宽210cm，产状N65E/NW38，主要由角砾岩、糜棱岩组成，充填大量次生泥，宽12cm，向上游延伸全部变为灰白色糜棱岩，宽210cm，产状变为N30W/NE3035。fx1202：宽1040cm，产状N40W/NE5560，主要由压碎岩组成，顶底为糜棱岩及断层泥。向下游断层规模逐渐变小，下盘岩体（fx1203、fx1204上盘）破碎，充填大量次生泥，上盘岩体相对完整。fx1212：位于fx1203下盘，产状N10W/SW86，带宽412cm，主要由压碎岩组成，强风化，充填少量次生泥膜。前期施工过程中，2拉裂体只进行了浅表

15、层覆盖层的清理工作，开挖揭露边坡多为类岩体，弱风化强风化状态，强卸荷，结构面发育，顺坡倾结构面多有出露，对局部边坡的稳定不利。实际揭露地质情况与前期基本一致。综上述所述：右岸2#卸荷拉裂体边坡岩体破碎，节理、错动带等发育，卸荷深度较大，随着河流逐渐下切与卸荷向深部扩展，裂隙张开，充量大量次生泥，以松弛破碎岩体为主。（3）右岸4#变形体边坡该处距坝轴线下游250m，边坡走向EW，倾N，地形凸出，坡度变化较大，边坡上部以覆盖层为主，先不以强卸荷基岩为主。前期施工过程中，对4#变形体处理，主要为清理表面浮土以及松散覆盖层配合锚索支护的措施。对边坡清理，主要是表层突出的孤立岩石以及表面的植物根系等，边

16、坡土石方开挖较少。变形体经开挖清理后，坝下0+260m上游，1354m高程以上边坡为覆盖层边坡。喷护范围内覆盖层的主要组成物质为坡积堆积的块碎石土，目测块碎石含量约55%65%左右，充填物为砾石或粘性土，多呈松散稍密状态，湿润。根据地表调查可知，本层土厚度不均。喷护范围以外边坡亦以覆盖层边坡为主，多为含孤石的块碎石土。坝下0+260m下游范围内边坡以基岩为主，部分坡度较低的地段有少量崩坡积块碎石土堆积。本处岩质边坡岩体均松弛，表面大部分岩体已与下部岩体脱离，近似孤石，裂隙内充填粘性土以及少量碎石。根据地表调查，集中于低洼地段的崩坡积堆积的块碎石土，厚度不大，块碎石含量约55%65%，棱角状，分

17、选性差，颗粒级配中等。边坡基岩岩性复杂，为P23-21和P25-11交界部位，P241变薄。错动带十分发育，据前期资料，水平线发育率15条/100m，错动带中多有糜棱岩及断层泥分布，最厚可达10cm。以第（N8090W/NE6580）或（N4080W/NE5580）组为主，少量缓倾错动带。裂隙十分发育，以第（N6090W/NE5080）、（N1050W/NE1030）、（N025E/SE1035）组为主，次为第（N6575E/SE7585）、（N520W/SW（NE）7585）组，全强风化下限水平深度1015m左右，弱风化上段下限3590m左右；强卸荷下限水平深度1560m左右，弱卸荷下限35

18、110m左右。在变形体以里弱卸荷带（距地表水平深度60110m）为拉裂岩体，该拉裂岩体强烈松弛，裂隙普遍渗滴水，夹泥裂隙率约4050%，次生泥含水量大，呈软流塑状态，充填形态不规则，有的沿裂面充填，宽15cm，有的呈团块状充填，宽1030cm，次生泥中常见新鲜岩块。据施工单位反映，在进行锚索造孔过程中，漏风现象严重，反映岩体卸荷强烈，卸荷裂隙发育，且张开度较大，在灌浆过程中，部分地段漏浆，大部分孔均有超灌现象。据以上情况分析可知，右岸4#变形体范围内边坡表层有少量崩坡积堆积的块碎石土，岩体变形强烈，多呈松弛状，裂隙发育，错动带发育，卸荷深度较大。(4) 左岸2#拉裂体边坡该拉裂体位于大坝下游，

19、距线约240m，地形上为一凸出的山脊，坡度随高程的变化有所不同，13501395m高程为55，13951425m高程段约26。地表有厚度不大的崩坡积块碎石土，基岩为P25-1辉斑玄武岩，少量P241角砾熔岩。构造错动带发育。全强风化下限水平深度010.5m，弱风化上段下限77.584m，弱风化下段下限43105m；强卸荷下限水平深度28.753m，弱卸荷下限77100m。地下水不活跃，平硐揭露深部仅湿润。拉裂体上游边界位于XD09平硐上游约42m，下游边界位于XD09平硐下游约45m。前缘高程13201330m，后缘高程约1425m，顺河平均长约80m，顺坡长约140m，最大厚度38m，体积约

20、21万m3。据1350m高程XD09平硐揭露，053m段岩体强烈松动拉裂，声波纵波速11402530m/s。拉裂缝十分发育，其内充填大量次生泥，大于1cm的夹层裂隙频率为1条/22.5m，一般宽520cm，最宽3040cm，主要方向为EW/S（少量倾N）6090。在硐深34m处拉裂缝上部充填纯次生泥，宽30cm，下部为岩块夹次生泥，宽40cm，顶拱松动，塌顶高2m。该段缓裂发育，拉裂缝往往被缓裂限制，形成追踪拉裂或阶梯状拉裂特点。035m段张裂缝宽度由小增大，3553m段拉裂缝宽度由大变小。53775m段，虽泥膜裂隙率高达90%，但无明显张开，基本都为次生泥膜，往里泥膜逐渐减少直至消失，岩体声

21、波纵波速4260m/s。硐深6586m段出露fx904，总体产状N8085E/SE12，最大起伏差4550cm，带宽35cm，主要由压碎岩组成，局部为灰白色糜棱岩，少量段为纯次生泥，具有次生泥、压碎岩和糜棱岩相间分布的特点。该错动带在出露段未见变形迹象，但它倾向坡外，可构成拉裂体底界，其地表出露高程约13201330m。据XD09平硐下方1300m高程XD43平硐揭露，其强卸荷下限水平深度28.7m，大于1cm的次生夹泥裂隙频率为1条/89m，一般宽12cm，少量5cm，无明显拉裂变形，故将前缘高程定在13201330m。据地表调查，在13951425m高程之间，覆盖层中发育有多条张裂隙，走向

22、N60E，近直立，最大可测深度0.81.2m，张开宽410cm，可见长度11.2m，为后缘边界。距XD09平硐上游约42m处，发育一宽6570cm的顺层挤压带，产状N5W/SW7580，以压碎岩为主，劈理发育，石英脉被搓碎，地形上为一浅沟，距XD09上游110m的XD25平硐（高程1350m）资料表明，强卸荷下限水平深度36m，其内的裂隙主要充填岩块夹次生泥，最宽20cm，个别裂隙充填较纯的次生泥，宽310cm，与XD09中次生泥充填特征明显不同，因此上述顺层挤压带可能构成上游边界。距XD09平硐下游45m处为一小冲沟，在1400m高程附近基岩零星出露，冲沟右侧岩体拉裂扰动明显，左侧较完整，无

23、明显扰动迹象。同时，距XD09平硐下游106m的XD45平硐（高程1350m）显示，其强卸荷下限水平深度35m，次生泥宽度小，一般0.51cm，少量3cm，拉裂变形不明显，故初步将XD09平硐下游冲沟定为下游边界。计算结果表明：拉裂体现状稳定，暴雨或地震（按度考虑，下同）条件下也是稳定的。但坝后厂房泄洪水雾或公路开挖将恶化其稳定条件，导致整体失稳的可能性很大。 需提请承包商注意的是：在无开挖的天然条件下，该卸荷拉裂岩体现状稳定，但在开挖时，由于其坡脚部分被挖除，其稳定的边界条件将发生较大变化，有发生失稳的可能性，承包商应严格按照设计要求的施工程序施工，及时采取有效支护，同时加强监测，确保施工安

24、全及工程运行安全。还需提请承包商注意：各类变形体由于岩体卸荷强烈，裂隙张开度较大，灌浆过程中，若不注意施工工艺的控制，会造成大量浆液漏失，因此需按照相关规程规范的要求按不同情况采取低压、浓浆、待凝、加速凝剂等措施，确保灌浆质量、防止浆液大量漏失。(5)消力池左岸开挖边坡消力池左岸开挖边坡走向近东西，倾S，坡顶高程12501270m，最大坡高90m，根据现有资料判断，基本不存在特定的结构面不利组合，但应注意个别结构面随机组合对边坡的影响。（6）右岸坝肩供料平台开挖边坡右岸供料平台边坡位于右坝肩之上，上游侧连进水口边坡，为坝肩边坡的一部分。供料平台基础高程为EL1334m，边坡开挖高度约为60m左

25、右。右岸供料平台边坡为岩质边坡，岩性为P215-2角砾集块熔岩，岩体较破碎，完整性差，节理发育，裂隙面延伸性好，岩体呈强弱风化、强弱卸荷状态，以类岩体为主，部分为、类岩体。主要发育5组节理，N70E/SE8085，N10W/SW8085，为层面裂隙，很发育，间距不一；N40W/NE4060，为边坡的控制型结构面，倾向边坡外侧，很发育，对边坡稳定不利；N80W/NE4050，EW/S7075。边坡岩体中次生夹泥普遍，尤其是部分缓倾结构面中有较厚的次生泥，变形模量较小，均一性差，影响坝基变形稳定。错动带较发育，产状主要为N010W/SW8085，N6070E/SE6085，N4060W/NE406

26、0，其中组对边坡稳定有影响。根据前期资料分析，右岸强风化下限水平深度1530m左右，弱风化上段下限2080m左右，弱风化下段下限3580m左右；强卸荷下限水平深度1530m左右，弱卸荷下限35135m左右。施工过程中，由于开挖边坡较陡，边坡的开挖会破坏岩体的坡脚并与卸荷岩体构成不稳定块体。边坡上发育的中缓倾坡外节理，对边坡的稳定性有不利影响。右岸供料平台边坡曾由于因存在平行边坡的缓倾节理、卸荷裂隙和开挖时破坏了岩体坡脚以及开挖爆破的共同影响，使边坡出现过拉裂缝，致使浅部的岩体顺着节理面和卸荷裂隙发生变形，产生垮塌。已对边坡进行加固处理，现边坡处于稳定状态。（7）电站进水口边坡进水口边坡以基岩边

27、坡为主，含少量覆盖层。该段边坡大部分地段主要由强风化、强卸荷的类岩体组成。节理裂隙发育，岩体破碎，呈碎裂结构散体结构，节理面夹次生黄泥。主要发育组节理，N70E/SE8085，N10W/SW8085，为层面裂隙，很发育，间距不一。N40W/NE5060，为边坡的控制结构面，倾向边坡外侧，对边坡稳定不利。由于开挖边坡陡于节理面的倾角，在边坡开挖时破坏了节理的坡脚，使岩体失稳并产生变形拉裂。该范围边坡曾出现小规模的垮塌。边坡F2断层发育，以F2断层为界，下游靠雅砻江较近的边坡岩体完整性较差，多强风化强卸荷，节理发育，多微张张开，且多强烈锈染，以类岩体为主；上游边坡岩体弱风化，弱强卸荷，岩体完整性较

28、差，裂隙普遍中等锈染，多微张，以级岩体为主。在开挖过程中，右岸进水口与大坝之间1334m高程马道曾出现裂缝，裂缝范围为坝0000m坝0-50m长约50m的边坡区间内。裂缝在该范围内呈连续状态、贯通发育，并有继续发展的趋势。裂缝的出现直接影响1334m高程以下边坡的稳定。后期针对该裂缝曾进行加固处理，现处于稳定状态。综上可知，进水口边坡以岩质边坡为主，仅上部有少量块碎石土，厚度较小。岩质边坡多强弱风化，强弱卸荷，以类岩体为主，节理发育错动带发育，其中F2断层下游部分岩体破碎，多以松弛状类岩体为主。根据各个边坡的特点，提请承包商在边坡开挖、锚索施工中应注意几个问题：1）左岸缆机平台、右岸2#、4#

29、变形体、进水口边坡等位置由于边坡表层覆盖层松散，主要组成物质为块碎石以及大孤石，边坡土体可能存在架空现象；岩质边坡部分岩体卸荷强烈，裂隙发育，张开度大，因此在锚索造孔过程中或者锚杆造孔过程中，可能出现塌孔、卡钻、漏风甚至因施工方法不当无法成孔等的问题，因此建议承包商应根据该区域的实际地质情况，采取有针对性的施工工艺，以避免因边坡覆盖层性状较差而影响边坡施工；2）若在雨季进行施工，由于上部边坡多为覆盖层边坡，部分为含孤石的块碎石土，边坡可能出现滚石等问题，建议承包商在施工中，注意施工安全的防护；3）由于部分边坡覆盖层以松散状为主，边坡表层岩体卸荷强烈，岩体破碎，岩体埋深较大的原因，在锚索灌浆过程

30、中，可能存在漏浆问题，提请承包商应根据该范围的实际地质情况，采取相应的灌浆施工措施，避免灌超灌问题的产生；4）由于在施工中可能需要修施工便道，施工便道的修建势必破坏边坡土体的自然稳定，因此提请承包商注意，在施工方案设计中，若进行施工便道的开挖，请务必考虑到边坡在开挖便道后的稳定，避免因施工开挖造成边坡失稳问题；5）承包商应在完成边坡开挖、锚索施工后，应加强边坡变形观测，确保施工安全以及工程运行安全；6）在施工中，应注意施工用水的排放问题，避免无序排放；7）需要增加锚索的边坡分散，范围广、地质条件较复杂，针对各边坡地质条件，在本标书中未进行详细阐述，需请承包商亲临现场，进行踏勘，以获得第一手的地

31、质资料，从而有针对性的进行施工组织安排，避免施工组织设计的盲目性。1.1.4对外交通及场内交通条件1.1.4.1对外交通官地水电站地处高山峡谷，远离人口稠密和交通发达地区。雅砻江为不通航河流，因此无航道设施。仅有公路与西昌连接，距西昌约80km。现有交通条件如下：(1) 公路官地电站至金河为三级公路，约10km，已改建完成。金河至河西镇为三级公路，约45km，正在改建。西昌有国道108线（北京昆明线）通过。国道108线路线大致呈南北向，通过成都、雅安、攀枝花和昆明等大中城市。冕宁漫水湾转运站至官地水电站的距离约105km。其中漫水湾转运站至安宁河大桥有高速公路距离约40km。(2) 铁路官地水电站东面的成昆铁路南北向穿过凉山州，北接西南铁路枢纽成都，南接西南重镇昆明。以成都、昆明、重庆为枢纽基本构