沙沱水电站5号坝段抗滑体设计及施工情况综述

摘要：沙沱水电站5号坝段坝基深层抗滑稳定问题比较突出，通过二维、三维刚体极限平衡法及有限元法进行计算分析，并结合现场实际情况综合考虑，采用了坝下混凝土抗滑体+抗剪洞方案处理，5号坝段抗滑体施工工期紧、强度大、交叉干扰大、开挖爆破振动控制要求高，因此，施工时主要考虑抗滑体开挖控制性爆破、钢筋混凝土浇筑、固结灌浆等技术问题，施工过程质量控制和进度控制良好、优点明显，满足了工程建设的需要。

关键词：水利水电工程施工；抗滑体；沙沱水电站

工程概况

沙沱水电站是乌江干流梯级的第九级，也是乌江干流在贵州省境内的最后一个梯级水电站。电站装机4台，总装机容量为1120MW，多年平均发电量45.52亿kW•h；枢纽由碾压混凝土重力坝、坝身溢流表孔、左岸取水坝段、坝后厂房及右岸垂直升船机等建筑物组成。

沙沱水电站5号坝段坝基深层抗滑稳定问题比较突出，通过大量计算分析工作，并结合现场实际情况综合考虑，采用了坝下混凝土抗滑体+抗剪洞方案处理。5号坝段抗滑体位于大坝建基面以下的249.00m～278.00m高程范围内，施工区域大坝和厂房相邻部位混凝土仍在继续浇筑，灌浆工程也正在施工，发电机组已开始安装，爆破施工过程中必须控制振动影响，确保建筑物的安全。

由于抗滑体和抗剪洞及施工支洞位于厂房尾水渠，进口高程较低为270.5m高程，并且支洞与厂房连通，2011年汛前厂房尾水下闸后，洪水依然可通过施工支洞倒灌进入厂房内。为此，必须采取一系列工程措施，才能确保工程的安全度汛。

抗滑体溜渣井2010年11月8日开始施工，12月25日与底部施工支洞贯穿，12月28日抗滑体开始扩挖，2011年5月28日比计划节点目标提前3天完成开挖、支护及抗滑体混凝土浇筑等施工任务，确保了工程的安全度汛[1]。

5#坝段抗滑体设计

2.1 工程地质概况

沙沱电站坝基岩层为缓倾角（5°～17°），随层面发育夹层，倾向下游偏右岸。坝基分布有J1～J4缓倾角夹层，J1～J3出露于两岸岸坡，J4分布于坝基，属于泥化夹层。左岸取水坝段（5～8号坝段）以挖除J4夹层为控制，5号坝段建基面开挖施工过程中，现场揭露岩层产状在坝基范围变化较大，岩层倾角由16°～17°变至5°～8°，且断层影响范围岩层产状、层序错乱，并新揭露Jr1、Jr3、Jr更多内容请访问久久建筑网
5、Jr7、Jr9和一些断续的小夹层Jr，夹层抗剪断强度f′=0.35～0.45,c′=0.05～0.15[2]。通过深层抗滑稳定计算分析，计算结果如下：

2.2 抗滑稳定计算结果

深层抗滑稳定计算主要采用了二维、三维刚体极限平衡法，以及有限元法。刚体极限平衡法主要依据概率极限状态设计法，计算中考虑了各种不利因素对坝基稳定的影响；有限元法根据弹塑性理论，并采用SOLID45单元对整个坝段进行了离散。5号坝段坝基深层抗滑稳定有限元计算模型见图1。

图15号坝段坝基深层抗滑稳定有限元计算模型

计算结果表明：5号坝段单宽剩余下滑力最大，达到1884t 。在巨大剩余推力的作用下，采用钢筋桩和锚索等常规方法难以处理，同时受现场工期制约，在坝踵深挖齿槽方案也无法实施。因此，结合现场实际情况，为避免对工程直线工期造成影响，最终采用混凝土抗滑体+抗剪洞的处理方案，即在坝基深部将影响抗滑稳定的夹层截断[3]。抗滑体+抗剪洞结构布置详见图2、图3。

图25号坝段抗滑体+抗剪洞方案平面布置图

图35号坝段抗滑体+抗剪洞方案横剖面图

开挖爆破控制设计

结合有关规范及专家咨询意见，根据不同混凝土龄期，对抗滑体爆破开挖允许爆破质点振动速度作了相应的规定，允许爆破质点振动速度见下表1。

2.4 抗滑体混凝土温度控制设计

抗滑体采用了C25三级配常态混凝土，体积较大，为了避免因混凝土浇筑过程中水化热温升过大而增加混凝土的开裂机率，在抗滑体混凝土中布置了冷却水管，以控制混凝土内外温差不超过20℃。