深溪沟电站泄洪冲沙洞进口高边坡稳定性分析

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1、第41卷第18期人民长江Vo1．41，No．182010年9月YangtzeRiverSep．，2010文章编号：1001—4179(2010)18—0076—03深溪沟电站泄洪冲沙洞进口高边坡稳定性分析郭劲松，张运达，谢剑明(中国水电顾问集团成都勘测设计研究院，四川成都610072)摘要：深溪沟水电站泄洪冲沙洞进水口自然边坡高陡，场地狭窄，岩体卸荷强烈，致使进口闸室段结构布置困难。边坡开挖对后坡卸荷岩体形成切脚作用，施工开挖爆破问题突出。通过对边坡地质条件进行调查研究，分析其工程地质特征，定量计算其稳定性系数，评价其

2、稳定性，最后对进口闸室结构进行优化，不仅达到了减少投资、缩短工期的目的，而且降低了安全风险。关键词：泄洪冲沙洞；高陡边坡；稳定性；深溪沟水电站中图法分类号：TV698文献标志码：A深溪沟水电站坝址右岸布置两条泄洪冲沙洞，洞NW或SE／_70。～80。，为顺坡裂隙，多形成卸荷张裂身断面尺寸为15．5m×18．0m(宽×高)，施工期间用隙，控制谷坡形态，边坡区呈一系列卸荷张裂带，③缓作导流洞。可研设计中，为满足洞室设计及施工布置倾顺层裂隙，倾角5。～10。，延伸长度一般十余米至数要求，进口闸室段顺水流向长达33．0m，致使

3、开挖边十米，发育成顺层挤压破碎带的则延伸长达数百米。坡高度达150m，高边坡开挖施工的安全和稳定问题根据地形特征，将进口区边坡分为前缘缓坡和后十分突出。技施设计阶段通过深入研究，优化了闸室部陡壁两部分，前缘缓坡坡度40。～45。，岩体弱风化，结构，并经水工模型试验验证，将闸室长由33．0I1调卸荷较强烈，强卸荷深度一般30～40m，岩体呈碎裂整为20．0m，充分利用峡谷坡脚缓坡区，减少开挖，避～镶嵌结构。后部陡壁坡度大于70。，卸荷强烈，强卸免开挖陡峻的峡谷谷坡。荷深度一般40～60m，顺坡陡倾卸荷拉张裂隙发育，局部存

4、在由卸荷裂隙控制的小型危岩体。根据现场地1地质条件及工程地质问题质查勘和综合分析，将顺坡陡倾卸荷裂隙分为4个发育带，水平埋深分别为5～6，15～20，35～4O，55—1．1地质条件60m，其间岩体结构由表及里逐渐由碎裂～块裂结构泄洪冲沙洞进口位于坝轴线上游230m的大渡河变为镶嵌结构。右岸(凸岸)，上距黄草坪座落体下游边界约150m。边坡地下水主要为基岩裂隙潜水，由地表大气降进口轴线与自然边坡呈40。～50。夹角，地形呈NNE走水补给，向大渡河谷排泄。但一般情况下地下水不丰向，坡度前缓后陡，缓坡区狭窄，位于峡谷坡脚区

5、前缘，富，处于无水干燥状态。地形坡度为40。～45。，其后部的陡坡坡度大于70。。坡体上覆盖层分布零星，基岩多裸露。基岩为震1．2主要工程地质问题旦系上统灯影组(Zbdn)厚一中厚层状白云岩、白云质(1)根据进口闸室的布置需要，前缘缓坡区的开灰岩。岩层产状平缓，N30。～35。W／SW5。～10。，结挖、施工爆破必将影响后部陡坡区的稳定，降低其稳定构面以裂隙为主，断层不发育，优势裂隙有3组：①性，应采取措施保证满足稳定要求。N64。W／NE70。～80。，与岸坡大角度相交，延伸长度(2)开口线以上自然边坡顺坡滑塌带发育

6、，开挖一般十余米至数十米，最长达百米以上；②N80。E／形成的前缘切脚，易沿切脚区发生剪切破坏，应在开挖收稿日期：2010—07—30作者简介：郭劲松，男，高级工程师，主要从事水电工程地质工作。E—mail：gjs008517@sina．tom第18期郭劲松，等：深溪沟电站泄洪冲沙洞进口高边坡稳定性分析77前对卸荷岩体进行支护。计算分析。(2)荷载及工况。影响泄洪冲沙洞进口边坡稳定2边坡稳定性分析的陡壁岩体均在库水位以上，考虑到进口区基岩裸露，2．1进口天然边坡的整体稳定分析陡倾坡外的裂隙较发育，主要受降水及地表水补给

7、，故在边坡稳定分析中对渗透压力及孔隙水压力考虑折(1)进口一带天然边坡高330～550m，两岸谷坡减。主要设计荷载为岩体自重、水荷载和地震力，深溪基本对称，无大规模一次性斜坡失稳形貌。从谷底至沟水电站地震基本烈度为Ⅶ度，相应基岩地震峰值加谷肩形成“缓一陡一缓一陡一缓”的坡形，缓坡段坡角速度为0．1g。地震作用综合系数考虑为0．25。为35。～40。，陡坡段坡角为65。～80。。工程边坡坡高计算工况：①天然工况(正常运用)；②非常工况20～50m，工程边坡下部(0～30m高度范围)为直坡，(天然+暴雨)；③特殊工况(天然

8、+地震)。通过反虽总体开挖坡度与天然斜坡接近，但对上部的天然斜演参数分析知，天然+暴雨工况为控制工况。坡却形成了切脚的作用，上部边坡稳定性受到一定影计算简图见图1，计算成果见表1。响。(2)边坡岩体风化作用不强烈，以夹层式和裂隙式风化为主，除沿部分层问挤压破碎带存在一定厚度的强风化夹层以外，未见强风化带分布。边坡风化深度一般为50