铜电施工地质鉴定与设计优化

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1、铜电施工地质鉴定与设计优化　　简介：文章介绍作者在担任铜钟电站设计代表期间，跟踪施工工地，及时鉴定、反馈最终岩体类别、地质参数，推进现场设计优化，节约巨额工程投资的具体实例，进而论述了施工地质鉴定与优化设计工作在电站建设期的重要技术经济价值。关键字：铜钟电站施工地质鉴定优化设计工程投资　　1、引言　　水电工程施工地质工作，是电站建设现场设计代表工作的重要组成部分。由于水电建设前期的地质勘探和试验工作，都客观地存在着不同程度的局限性和片面性，特别是勘探试验投入较少的中小型电站。因此，为了充分估价电站站址可能存在

2、的各种不利地质因素，前期地质人员，无论在宏观工程地质评价，或微观岩体分级、参数选取时，一般都要从难考虑，留有相当的安全余度，以减少设计的盲目性和施工的冒险性。所以，到了施工阶段，开挖揭示出来的实际地质情况，多半要比前期预测为好。故在我国水电建设资金尚不充裕的当前，施工地质人员能否从工程需要出发，在跟踪施工工地编录地质资料的同时，敏锐地做出合理的最终地质鉴定，并及时反馈修正岩体类别与地质参数，为现场修改、优化设计提供可靠的计算依据，乃是在电站建设期，能否节约工程投资的关键环节之一。　　本文阐述的铜钟电站施工地质

3、鉴定与优化设计成果，即是一个很好的例证。　　2、工程简介　　　　铜钟电站位于四川阿坝藏羌自治州茂县境内，是岷江干流上继映秀湾、太平驿之后新建的第三座闸坝引水式电站。闸坝高，引水线路总长1495m,包括上引水隧洞594m,管桥210m，下引水隧洞691。引用流量162m3/s，设计水头36m,装机容量51MW。因保留区内原建的南新无坝引水电站,装机；又在闸后增建一座南新二级消能电站,装机6MW。本梯级总装机容量，年总发电量亿。　　3、铜钟电站施工地质鉴定与优化设计成效　　闸坝基础防渗墙设计优化　　铜钟电站与其下

4、游的太平驿电站同属软基建坝，河床覆盖层结构亦与太平驿电站类似偏优,详见表1。　　表1太平驿电站、铜钟电站两闸基软层结构比较表　　电站名称　　地质年代　　地层代号　　地层结构　　厚度　　透水性能　　允许坡降建议值　　太平驿电站　　全新统　　alQ4　　含巨漂的漂卵块碎石层，局部架空　　≤20m　　强透水　　　　晚更新统　　fglQ3　　块碎石土、砂卵石互层，夹粗中细砂薄层　　18m-45m　　弱透水　　　　铜钟电站　　全新统　　alQ4　　含巨块的漂卵砾石层　　≤22m　　中等透水　　　　晚更新统　　fglQ3

5、　　块碎石土层，夹角砾质砂透镜体　　20m-40m　　微、弱透水　　　　　　表1可见两闸基地层结构基本一致。alQ4层开挖时，有水渗入基坑，深挖在fglQ3层内，反而成无水干坑，可见fglQ3层的相对隔水性能，故太平驿闸基采用了简单的水平铺盖防渗，效果很好。而铜钟闸基，由于没有使用该闸基下部渗流控制层fglQ3的允许坡降建议值~，只使用了该闸基上部非渗流控制层alQ4层的允许坡降值，设计的是深达46m的垂直混凝土防渗墙，显然二者造价悬殊。为进一步论证使用参数的合理性，施工期特在基坑渗控层fglQ3中采样做了两

6、组大型现场渗流变形试验，试验成果见表2。根椐　　表2铜钟电站闸基fglQ3层原状土现场管涌试验成果表　　土层名称　　特性　　渗透系数　　临界坡降Jk　　破坏坡降Jf　　允许坡降J允　　破坏形式　　块卵碎砾石土　　渗流控制层　　╳10-5　　　　>5　　　　流土　　角砾质砂透镜体　　非渗控层　　╳10-2　　　　　　　　管涌　　　　　　试验资料，地质、设计人员研究选用了作为fglQ3层的允许坡降值，进行重新计算。遂将正在紧张施工的防渗墙底板高程1412m~1416m，修改为1425m~1430m，整体提高了13

7、~14m。修改后的防渗墙既确保封闭了强透水alQ4层，且嵌入了相对隔水层fglQ3层5m—10m。削减了混凝土防渗墙2533m2。节约工程投资万元。缩短工期至少一个月，还解决了当年安全渡汛的难题。　　引水隧洞支护优化　　取消临时性支护　　原设计引水隧洞3/4断面需全喷混凝土临时性支护，其中Ⅳ、Ⅴ类围岩还要求锚杆加挂网喷混凝土。经过上引水隧洞百米洞段地质编录分析认为，构成本隧洞的结晶灰岩、千枚岩虽具薄层状结构，但层间结合力强，围岩自稳能力较好。故研究决定：取消全面临时性支护，只要求对洞口风化卸荷带Ⅳ、Ⅴ类围岩段

8、，进行及时的永久性衬砌。由此减少：岩石洞挖2852m3，喷混凝土2852m3，锚杆2873根，钢筋网15t，共节约支护费用万元。　　永久性衬护优化　　　　上下引水隧洞开挖后，因深部围岩结构面不发育且多闭合，又无地下水活动，故复核鉴定围岩等级普遍提高，各类围岩实际长度、比例与前期预测比较如表3。修正后围岩类别：Ⅴ类减少139m,　　洞名　　长度　　围岩类别　　Ⅱ　　Ⅲ　　Ⅳ　　Ⅴ　　上洞　　594m