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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(gè)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(jìn)行水工建筑物的設(shè)計(jì)和施工實(shí)屬國(guó)內(nèi)外罕見(jiàn)。 因此，中外建設(shè)者采用了目前世界上最先進(jìn)的施工設(shè)備和技術(shù)措施。在采用種種先進(jìn)施工技術(shù)中，錨噴支護(hù)技術(shù)在小浪底工程中得到了最充分的運(yùn)用，并顯示巨大的生命力。

    一、進(jìn)出口高邊坡的錨噴支護(hù)

    1.進(jìn)口高邊坡錨噴支護(hù)

    小浪底工程將泄洪、排沙、灌溉和發(fā)電洞等16條隧洞進(jìn)口組合成“一”字形排列的10座進(jìn)水塔，其上游面在同一豎直面內(nèi)，總寬度276.4m.為了布置進(jìn)水塔群，在小浪底工程黃河左岸風(fēng)雨溝進(jìn)行了大量的土石方開(kāi)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(jìn)口高邊坡。這里地質(zhì)構(gòu)造異常復(fù)雜，對(duì)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(jìn)口地層都有出露；在開(kāi)挖過(guò)程中，還揭露出十幾條小斷層。②節(jié)理發(fā)育，個(gè)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(duì)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(zhǎng)的達(dá)53.5m.

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

    ①將進(jìn)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(jìn)口邊坡高度。

    ②在高程205m、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(jìn)行全面的、大規(guī)模的錨噴支護(hù)，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(jìn)水口高邊坡錨噴支護(hù)量為砂漿錨桿3738根，總長(zhǎng)3萬(wàn)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(hù)

    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(wèn)題嚴(yán)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(gè)正常溢洪道的出口，其下布置3個(gè)消力塘。

    出口邊坡加固方案的形成，伴隨施工的全過(guò)程，經(jīng)歷了4年多的時(shí)間。在這個(gè)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(chǎng)監(jiān)測(cè)的結(jié)果不斷對(duì)支護(hù)措施進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，最終形成了較為合理安全的加固方案。

    ①削頭減載，降低Ⅱ區(qū)邊坡高度，并用鋼筋混凝土板覆蓋削頭平臺(tái)，以防雨水和施工用水進(jìn)入邊坡。

    ②沿消力塘上游坡和左右邊坡設(shè)置“U”字形的排水洞，抽排滲水降低出口邊坡及消力塘區(qū)域地下水位，提高邊坡穩(wěn)定性，方便施工。

    ③及時(shí)進(jìn)行噴混凝土，掛鋼筋網(wǎng)噴混凝土和系統(tǒng)砂漿錨桿支護(hù)，以防坡面巖體風(fēng)化，卸荷張裂。

    ④預(yù)應(yīng)力錨索全面加固出口邊坡，針對(duì)不同區(qū)域的穩(wěn)定性要求分別采用了 3000kN級(jí)和2000kN級(jí)錨索加固。共安裝雙層保護(hù)預(yù)應(yīng)力錨索372根。

    ⑤在Ⅱ區(qū)邊坡P.0+063.20～P.O+093.20段，每隔6m設(shè)置一鋼筋混凝土抗滑樁，共設(shè)置6個(gè)抗滑樁。

    二、地下洞群系統(tǒng)的錨噴支護(hù)

    小浪底水利樞紐地下洞群系統(tǒng)的錨噴支護(hù)可根據(jù)錨噴支護(hù)的作用不同而分為兩種類型：第一種類型是錨噴支護(hù)作永久支護(hù)的1同室，包括地下廠房、主變室、尾閘室、尾水洞以及一些交通洞、排水洞、電纜洞和通風(fēng)豎井；第二種類型是錨噴支護(hù)作臨時(shí)支護(hù)的洞室，包括導(dǎo)流洞、明流洞、排沙洞、發(fā)電洞等。

    錨噴支護(hù)作為柔性支護(hù)可與圍巖共同承擔(dān)荷載，充分發(fā)揮圍巖的承載能力和提高施工期的安全性等。

    按照新奧法原理對(duì)錨噴支護(hù)應(yīng)采用“設(shè)計(jì)一施工：一監(jiān)測(cè)一修正設(shè)計(jì)”的程序。以地下廠房為例，小浪底從三個(gè)方面加強(qiáng)監(jiān)測(cè)工作。

    ①承包商的收斂觀測(cè)。幾年來(lái)，地下廠房承包商不間斷地進(jìn)行收斂觀測(cè)，及時(shí)向工程師通報(bào)情況。 ②外部觀測(cè)系統(tǒng)。包括廠房引張線、收斂觀測(cè)系統(tǒng)、沉陷觀測(cè)系統(tǒng)，由承包商按設(shè)計(jì)要求埋設(shè)，由工程師進(jìn)行觀測(cè)，并將數(shù)據(jù)及時(shí)通報(bào)業(yè)主、設(shè)計(jì)人員和承包商。

    ③內(nèi)部監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。廠房及機(jī)組肘管共設(shè)計(jì)有各類儀器427支。這些儀器的安裝由承包商隨進(jìn)度陸續(xù)完成。這些監(jiān)測(cè)儀器的使用和管理由監(jiān)理工程師進(jìn)行。經(jīng)過(guò)幾年來(lái)的考驗(yàn)，到目前為止，用錨噴支護(hù)作為永久支護(hù)的各洞群系統(tǒng)，圍巖穩(wěn)定，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)任何不正常之處。