极端冰雪灾害条件下三峡船闸边坡安全性分析

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1、第４１卷第２１期人民长江Ｖｏｌ．４１，Ｎｏ．２１２０１０年１１月ＹａｎｇｔｚｅＲｉｖｅｒＮｏｖ．，２０１０文章编号：１００１－４１７９（２０１０）２１－００１０－０４极端冰雪灾害条件下三峡船闸边坡安全性分析徐化伟，赵卫，段国学（长江勘测规划设计研究院枢纽设计处，湖北武汉４３００１０）摘要：极端冰雪天气容易诱发边坡工程发生地质灾害。不同类型地质灾害的诱发因素非常复杂，且与极端冰雪灾害的历时过程密切相关。通过分析长江三峡工程双线五级船闸边坡工程的监测数据，建立了考虑温度、降雨及时效等相关因素的边坡稳定性计算模型，并分析了三峡船

2、闸高边坡在极端冰雪灾害期间的安全性。分析结果表明，极端冰雪条件对边坡的支护体系及稳定性影响很小。关键词：高边坡；稳定性；安全监测；极端冰雪灾害；三峡船闸中图法分类号：Ｕ６４１文献标志码：Ａ２００８年１月１０日至２月６日，我国南方等地１９１监测内容个省（区、市）先后经历了历史上罕见的持续低温雨雪冷冻天气过程，对人民生命财产及重要基础设施安全为监测船闸结构及高边坡在施工期和运行期的安造成了极大的危害。在极端冰雪条件下，岩土边坡受全性态，根据高边坡和船闸闸墙及支持体的特点设置气温影响以及雪水反复凝冻和融化，岩、土体会不断湿了较为

3、齐全的监测项目和监测仪器。边坡以坡高最高胀干缩、热胀冷缩；水分入渗使裸露基岩风化速率加的２闸室至３闸室之间的４个断面为监测的重要部［１］快，后又容易引起开裂，继而极有可能造成崩塌。位。监测项目主要有变形、渗流和应力、应变，具体包为分析极端冰雪气候条件对具有支护体系的高边坡工括：①边坡岩体的表面和内部变形；②边坡锚索锚固程的影响，选择长江三峡双线五级船闸（以下简称“三力；③边坡岩体地下水渗流；④支持体和闸墙变形；峡船闸”）边坡作为实例，开展监测分析及边坡稳定性⑤支持体和闸墙背处结构锚杆应力和缝面开度等。评价工作。监测仪器从１

4、９９４年１０月开始陆续埋设安装，并三峡船闸是三峡工程的三大主要建筑物之一，船跟踪船闸的开挖和施工过程进行观测，积累了大量监［３］闸系在天然山体中深切开挖形成，边坡坡高一般为测资料。１００～１６０ｍ，其南坡最大坡高１７０．２８ｍ，北坡最大坡２冰雪期间高边坡监测成果分析高为１３７．８ｍ，闸室边墙部位为５０～７０ｍ的直立坡。船闸高边坡在１９９９年４月就已形成，至今已１０余２．１历年同时段温度统计［２］年。本文通过对长期监测数据进行分析，建立考虑选取２００３～２００９年间１月１０日至２月６日的气温度、降雨及时效等相关因素的计算模型

5、，提出了合理温，统计如表１。的分析方法分析了三峡船闸高边坡在极端冰雪灾害期统计成果表明，从２００３～２００９年，历年１月１０日间的安全性，为评价南方地区极端冰雪气候条件下岩至２月６日期间的气温以２００８年极端冰雪灾害期间土边坡的稳定性及支护措施的可靠性提供理论依据。的最低气温、均值为同比最低，变幅最大。收稿日期：２０１０－０９－１５基金项目：“十一五”科技支撑计划项目（２００８ＢＡＣ４７Ｂ０２）作者简介：徐化伟，男，工程师，主要从事安全监测方面的设计与分析工作。Ｅ－ｍａｉｌ：ｘｕｈｕａｗｅｉ＠ｃｊｗｓｊｙ．ｃｏｍ．ｃｎ第２

6、１期徐化伟，等：极端冰雪灾害条件下三峡船闸边坡安全性分析１１表１２００３～２００９年间１月１０日至２月６日气温统计℃误差之内，因此可以认为冰雪期间北坡斜坡向闸室方年份最大最小均值变幅向相对变形变化不明显。２００３１０．１０４．７７．５５．４２００４７．０１．１４．４３５．９２００５７．２２．３４．７９４．９２００６８．９３．２５．９６５．７２００７９．９３．４６．４５６．５２００８９．０－２．３０．７６１１．３２００９１０．７０．４６．２９１０．３２．２典型测点的统计模型图１北坡斜坡高程２００ｍ处向闸室位移过程线为摒除施工

7、影响，选取２００３年船闸高边坡基本稳定以后的监测数据作为分析内容。冰雪期间船闸高边坡性态变化包含了温度、降雨及时效等因素的影响，为分析实测位移的变化规律、各因素对位移的影响程度及误差情况，根据船闸高边坡的具体特点，确定被监测物理量的统计模型表达式为：４６δ＝ｃ＋ａｉｈｉ＋ｂｊＴｊ＋ｅ１ｌｎ（１＋ｔ）＋ｅ２ｔ＋图２北坡斜坡高程２００ｍ处向闸室位移模型各分量过程线ｉ＝０ｊ＝０ｔｔｔ２．３．２多点位移计统计模型分析ｅ＋ｅ＋ｅ３４５ｔ＋３００ｔ＋６００ｔ＋１０００以北坡第５层排水洞ＮＢ５－２多点位移计为例，式中，ｃ为常数项；ｈ

8、为降雨量，分别为观测当日、前５ｉ进行岩体内部变形测值的统计模型分析，见表３。模ｄ、前１０ｄ、前３０ｄ、前４５ｄ的总降雨量；Ｔ分别为观测ｊ型复相关系数０．９５４，标准差０．９０３ｍｍ。当日、前７ｄ、前１５ｄ、前３０ｄ、前６０ｄ、前９０ｄ和前１２０表３北坡第５层排水洞ＮＢ５－２多点位移计位移模型表达式ｄ内的