銅電施工地質鑒定與設計優(yōu)化

銅電施工地質鑒定與設計優(yōu)化1、引言水電工程施工地質工作，是電站建設現場設計代表工作的重要組成部分。由于水電建設前期的地質勘探和試驗工作，都客觀地存在著不同程度的局限性和片面性，特別是勘探試驗投入較少的中小型電站。因此，為了充分估價電站站址可能存在的各種不利地質因素，前期地質人員，無論在宏觀工程地質評價，或微觀巖體分級、參數選取時，一般都要從難考慮，留有相當的安全余度，以減少設計的盲目性和施工的冒險性。所以，到了施工階段，開挖揭示出來的實際地質情況，多半要比前期預測為好。故在我國水電建設資金尚不充裕的當前，施工地質人員能否從工程需要出發(fā)，在跟蹤施工工地編錄地質資料的同時，敏銳地做出合理的最終地質鑒定，并及時反饋修正巖體類別與地質參數，為現場修改、優(yōu)化設計提供可靠的計算依據，乃是在電站建設期，能否節(jié)約工程投資的關鍵環(huán)節(jié)之一。本文闡述的銅鐘電站施工地質鑒定與優(yōu)化設計成果，即是一個很好的例證。2、工程簡介銅鐘電站位于四川阿壩藏羌自治州茂縣境內（見圖1），是岷江干流上繼映秀灣、太平驛之后新建的第三座閘壩引水式電站。閘壩高26.7m，引水線路總長1495m,包括上引水隧洞594m（Ф=7.5m）,管橋210m（Ф=6m），下引水隧洞691（Ф=7.5m）（見圖2）。引用流量162m3/s，設計水頭36m,裝機容量51MW。因保留區(qū)內原建的南新無壩引水電站,裝機9.6MW；又在閘后增建一座南新二級消能電站,裝機6MW。本梯級總裝機容量66.6MW，年總發(fā)電量4.26億kW.h。3、銅鐘電站施工地質鑒定與優(yōu)化設計成效3.1閘壩基礎防滲墻設計優(yōu)化銅鐘電站與其下游的太平驛電站同屬軟基建壩，河床覆蓋層結構亦與太平驛電站類似偏優(yōu),詳見表1。表1太平驛電站、銅鐘電站兩閘基軟層結構比較表凍電站名稱換地質年代始地層代號峽地層結構濱厚度喪透水性能擋允許坡降訂建議值應太平驛電洗站覽全新統(tǒng)因alQ4幣含巨漂的房漂卵塊碎沉石層，局周部架空稍≤盾20m康強透水番0.15枝晚更新統(tǒng)遲fglQ給3宗塊碎石土段、砂卵石獵互層，夾閱粗中細砂野薄層劫18m-嗚45m輸弱透水黨0.3-丸0.35健銅鐘電站刺全新統(tǒng)他alQ4燭含巨塊的表漂卵（塊牽）礫（碎遍）石層精≤泊22m掏中等透水栽0.1-乏0.12煉晚更新統(tǒng)秩fglQ恨3梅塊（卵）藏碎（礫）夏石土層，從夾角礫質倦砂透鏡體著20m-現40m飯微、弱透籠水富0.3-盤0.4表1可見兩閘基地層結構基本一致。alQ4層開挖時，有水滲入基坑，深挖在fglQ3層內，反而成無水干坑，可見fglQ3層的相對隔水性能，故太平驛閘基采用了簡單的水平鋪蓋防滲，效果很好。而銅鐘閘基，由于沒有使用該閘基下部滲流控制層fglQ3的允許坡降建議值0.3~0.4，只使用了該閘基上部非滲流控制層alQ4層的允許坡降值0.12，設計的是深達46m的垂直混凝土防滲墻，顯然二者造價懸殊。為進一步論證使用參數的合理性，施工期特在基坑滲控層fglQ3中采樣做了兩組大型現場滲流變形試驗，試驗成果見表2。根椐表2銅鐘電站閘基fglQ3層原狀土現場管涌試驗成果表雜土層名稱裙特性查滲透系數注（勁cm/論s疲）撞臨界坡趨降退Jk手破壞坡好降垃Jf盲允許坡怕降叫J重允跨破壞形式列塊卵碎礫財石土安滲流控制圣層紀1.35晴╳錦10-5愁0.87衰5表>5鍵0.58閑3航流土式角礫質砂牌透鏡體艙非滲控層堤2.46銷╳當10-2質0.47渠5病1.9民0.32辨管涌試驗資料，地質、設計人員研究選用了0.32作為fglQ3層的允許坡降值，進行重新計算。遂將正在緊張施工的防滲墻底板高程1412m~1416m，修改為1425m~1430m，整體提高了13~14m。修改后的防滲墻（詳見圖3）既確保封閉了強透水alQ4層，且嵌入了相對隔水層fglQ3層5m—10m。削減了混凝土防滲墻2533m2。（原設計防滲墻面積8538m2，修改后為5830m2，減去深部已成墻175m2，合同單價1107.39元／m2）節(jié)約工程投資280.50萬元?？s短工期至少一個月，還解決了當年安全渡汛的難題。3.2引水隧洞支護優(yōu)化3.2.1取消臨時性支護原設計引水隧洞3/4斷面需全噴混凝土臨時性支護，其中Ⅳ、Ⅴ類圍巖還要求錨桿加掛網噴混凝土。經過上引水隧洞百米洞段地質編錄分析認為，構成本隧洞的結晶灰?guī)r、千枚巖雖具薄層狀結構，但層間結合力強，圍巖自穩(wěn)能力較好。故研究決定：取消全面臨時性支護，只要求對洞口風化卸荷帶Ⅳ、Ⅴ類圍巖段，進行及時的永久性襯砌。由此減少：巖石洞挖2852m3（合同單價111.92元／m3），噴混凝土2852m3（合同單價477元／m3），錨桿2873根（合同單價71元／根），鋼筋網15t（合同單價3928.49元／t），共節(jié)約支護費用194.25萬元。3.2.2永久性襯護優(yōu)化上下引水隧洞開挖后，因深部圍巖結構面不發(fā)育且多閉合，又無地下水活動，故復核鑒定圍巖等級普遍提高，各類圍巖實際長度、比例與前期預測比較如表3。修正后圍巖類別：Ⅴ類減少139m（鋼筋1.315t/m）,援洞名袖長度訴圍巖類別屬Ⅱ院Ⅲ怎Ⅳ特Ⅴ滾上洞畫594m澡前期預測鴿％核—夫—割m屑0霞—屢—稿0m者30愁%役—此—養(yǎng)178m應60叔%治—電—膽356m五10筆%保—浮—羞60m攻開挖實襯況奪m貸0m鳴459m號110m變25m啦下洞金691m濫前期預測洞％最—惑—憲m蛋0蠅—謙—華0m催50甜%額—召—眼345m畢35畢%綢—雁—奔242m河15事%掠—秀—苦104m耕開挖實逗況繞m混300m轉357m航34m辱0m亭澤表系3撐擦引水隧洞烏圍巖類別紗修正前后退長度、比腳例比較表語Ⅳ賺類減功少衡454m錯(鋼鋼煮筋我1.17供1t/m今),喂Ⅲ逮類增擊加速293m夠(躲鋼葡筋仇0.92滅5t/m葡),夢Ⅱ負類增央加睛300m艇(井鋼急筋坡0.54你4t/m文)簽,也優(yōu)化設計狐后減少鋼盡筋爬280.套19奔t譯（合同單巧價貸3928療.4為9冰元堵／樣t詠）誠,菠節(jié)省鋼材蓋及其制安加費全110.技0很7倍萬脊元蜘.瑞邊攔3.3鐘勞調壓室支赴護優(yōu)化信忠寸3.3.致1犁恨取消頂拱廟臨時性支衣護治題調壓賽室暗長鳥70m論,貧寬間10墨m灶，奶高紡27周m機。半圓形視頂要拱采1/誘2襯斷面開挖攜后雞,渴櫻無掉塊現寫象，圍巖偵鑒定屬幫Ⅲ墻類偏好，梳故建議取亂消原設計竹的掛網噴塘混凝土臨謝時支護，駝并削減錨貼桿深度。免設計采納轎后，減少紋：洞密挖允282m秤3柳,塘噴混凝巧土龜282m意3,乖薦鋼筋四網攻5.65諒t泊,表錨牛桿朗68笛6哥根退長崗5脂m延改賠為裙4畢m木，（價怒差山2描2割元貢/衰根過）雅,榆共節(jié)約資標金瘋20.3專4錄萬元。疫怕財3.3.柿2尋蘇削減邊墻勞錨桿及噴現混凝土住因布門置窄長調競壓室時，輛已考慮使番其軸線垂票直陡立巖科層走向，黃邊墻自穩(wěn)罷能力較頂左拱更強，她加之錨桿續(xù)平行巖層彎層面布設縮作用不大奮，故地質搶人員建議北取消錨桿顫及噴混凝惕土。經業(yè)停主、監(jiān)理爛、設計三辰方會議研背究，采取鉆了削減錨油桿長度及賭噴混凝土偏厚度的方安案：改噴凍混凝黑土旱20c孟m劈為雕10cm嘗,甜減少洞拆挖臭381.竿5m桑3柏，噴混凝戒土赴381.尺5m舅3磚；將原設訊計有的旨8葡m仗錨待桿核58嚼8棒根廊、脖10艘m拘錨攏桿佩68飄6滿根，全修分改過為失4扭m徐錨桿（差舊價跡：躁8后m侮錨板桿悠8紙8薪元導/埋根館；扣10匆m尖錨色桿瑞,13佳2怨元那/恩根）共節(jié)退約資杜金押36.7確0蹲萬義元沖.懶鬼燦3.4住任壓力管道廳臨時性支幅護優(yōu)化堡經地枕質編錄認庸為，壓力瓶管道除洞恢口喬Ⅳ者、煮Ⅴ隨類圍巖段丸，須噴混閘凝土、隨咬機錨桿外裳，其余啦Ⅲ運類圍巖自洞穩(wěn)能力尚帖佳，無掉笛塊現象，輩臨時性支湊護可以取翅消。設計械修改后減脖少：洞器挖南293m艘3野，噴混凝燃土無293m梳3樣，錨奸桿企8聲5違根（合同厚單前價物7頭1襖元俘/算根），掛竟網驗4.44級t栗，節(jié)省費療用憶19.6妙0潑萬元。勢服沙3.5暮叫引水系統(tǒng)乎固結灌漿歉優(yōu)化鄭原設院計對奏Ⅲ移、以Ⅳ創(chuàng)、輪Ⅴ賄類圍巖均易布置了固簽結灌漿，當地質鑒定卡認為：引喝水系統(tǒng)懸Ⅲ病類圍巖結海構緊密，路沒有灌漿肥的可能和來必要。優(yōu)智化后減少降固結灌漿晝工程量：害引水隧嗚洞滴4722哲m跑；壓力管掠道際798追m針（單蹲價上7股4謀元提/板m幣），節(jié)約櫻投蘆資而40.8武4輪萬元。油皺環(huán)3.6叫粒尾水渠防疲滲（沖）豈墻的取消哭尾水伯渠基礎大牲部分處在竹力學性能積差的粉土燒層上，當柔初考慮施拆工困難，擴于臨河側饞設計了一悄道混凝土術防滲（沖熄）墻，亦企屬合理。敏施工后期腰地質人員患分析認為耗：由于廠腎房基坑連居續(xù)兩年抽寇水，改變屋了原地下貸水的排泄決方向，尾專水渠基坑袋涌水量必絨將大大減抗小。另河上水也日趨象枯期，采要取填土、話壓石等護克坡措施，鄉(xiāng)同樣可以絕防止?jié)B流忌破壞，所保以生產會眾上提出了飲取消尾水嗎渠防滲（討沖）墻的筋建議。會扭議采納后蝕，省去了頌原設計的松混凝土防梳滲（沖）嚇墻牧1708騙.06m膊2樣，鋼月筋臣60.7堆3向t統(tǒng)，節(jié)約工糠程造垃價像213踐諸萬元，也成避免了當頃時對土建畫施工工期汽的干擾。技銅鐘隨電站建設囑期間，僅檔上述六項趕優(yōu)化設計今的不完全胖統(tǒng)計，即型為業(yè)主節(jié)盤約了工程聞投資九佰仗余萬元撐（麗915.勒3零0穴萬元）。墻由于業(yè)主宰、監(jiān)理、堆設計、施唉工各方人槳員謹慎務績實，在最伐終選用參史數指標時飼，考慮了格適當的安鐵全儲備，欄故在歷經嶄兩年半的晶施工過程推中，從未玉發(fā)生過一陷起因上述衛(wèi)修改設計挖而引起的紐安全或質膨量事故。校經過沖水吊發(fā)電試遠謙行檢驗，她閘壩防滲耳效果良好胸，地下洞濫室圍巖穩(wěn)宰定。歇但巷4智、結語丟由此猾可見，不墾僅在電站券開發(fā)前期地的規(guī)劃設剩計階段，弓需要反復絡進行勘查槽論證，方刪案比較和右設計優(yōu)化任；進入施醒工階段以腳后，同樣落有許多現彈場設計優(yōu)拾化工作可睬做。而且通，施工階哪段的設計傷優(yōu)化，可柴以使設計選更加符合霧客觀實際粗，對縮短蓮建設工期遠、節(jié)約工娘程投資，鋸具有更加梅現實的直溜接技術經填濟價值。龍隨成著線2晶1令世