向家坝水电站右岸开关站边坡稳定分析与加固设计-论文.pdf

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1、电力科技2014年第22期J科技创新与应用向家坝水电站右岸开关站边坡稳定分析与加固设计于磊孙常玉(中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司，湖南长沙410014)摘要：向家坝水电站右岸开关站布置于110kV变电站与高程380混凝土生产系统Ⅱ区之间，上下边坡均为顺向到斜向倾外结构。根据地质揭露开关站下部地层中发育三个破碎夹泥层。为保证边坡不发生滑移变形，通过边坡稳定分析结果确定边坡支护参数，使边坡稳定达到工程设计要求。边坡支护设计经验可供类似工程参考。关键词：水电工程；边坡稳定；支护设计；稳定性分析向家坝水电站右岸开关站位于右岸马延坡中上部，布置于1．3．1典型

2、剖面选取l10kv变电站与380混凝土生产系统Ⅱ区之间，上距110kV变电站根据开关站边坡的岩体结构类型及建筑物基础开挖形式，在该140～210m，下距380Ⅱ区坡顶开口线25～40m。场平高程509．5m，最段边坡范围内沿边坡潜在主变形方向选取两个典型的计算剖面A—大开挖边坡高度约30m。场区内地表分布残坡积物、崩坡积物，由砂A剖面和B—B剖面(见图l～2)。质粘土夹碎石和块石组成，揭露厚度2．3～6．4m。下部的基岩地层主1．3．2稳定计算与结果要为侏罗系自流井组(J，)底部的泥质岩石，西北角地基涉及三迭(1)音0面A—A系上统的T岩组，下伏地层为i迭系

3、上统T岩组。自流井组(J)a-A—A剖面开关站后坡局部稳定计算边界条件：前缘为坡顶，底部地层岩性为灰色、深灰色泥质粉砂岩夹泥岩和粉砂岩，有破碎底滑动面为破碎夹(泥)层，剪出口为开关站后坡坡脚处，滑动面如夹泥层发育；T以厚层中细砂岩、细砂岩为主，泥质类软弱岩石极图1中的①～②所示。少；T为中细砂岩、粉细砂岩、粉砂岩夹泥质粉砂岩、粉砂质泥岩和一期治理后A—A剖面开关站后坡局部稳定计算结果如下：泥岩，含有7层煤，有民间采挖历史。岩层产状：50。～60。／SE15。左①正常状况一：计算结果1．556>1．25右。地基的J，岩体呈强至中等风化，．r]呈中等至微风化，强

4、风化深②非常状况一：计算结果1．363>1．15度3-5m，中等风化深度17～25m。③特殊状况一：计算结果1．074>1．051边坡稳定性分析从计算结果可以看出：各工况安全系数均满足要求。1．1边坡等级、设计工况与设计标准b-A—A剖面380Ⅱ区后坡局部稳定计算边界条件：前缘为开关根据相关建筑物设计标准和边坡的重要性，按照DL5180—2003站后坡坡脚处，底滑动面为破碎夹(泥)层，剪出口为380Ⅱ区后坡高《水电枢纽工程等级划分及设计安全标准》，右岸开关站边坡按1级程470～482m坡面，滑动面如图1中的②～③所示。边坡设计，地震基本烈度7度，参考国内外类

5、似边坡工程治理的成一期治理后A—A剖面380Ⅱ区后坡局部稳定计算结果如下：功经验，确定边坡抗滑稳定安全系数标准如下：①正常状况一：计算结果1．76>1．25(1)正常状况一：自重+正常地下水位水压力+坡面荷载稳定安②非常状况一：计算结果1．554>1．15全系数≥1．25③特殊状况一：计算结果1．211>1．05(2)非常状况一：自重+暴雨地下水位水压力+坡面荷载稳定安从计算结果可以看出：该剖面各工况的安全系数都能达到设计全系数≥1．15标准。(3)特殊状况一：自重+正常地下水位水压力(考虑排水效果)+c．A—A剖面沿破碎夹(泥)层的整体稳定计算边界条件：前

6、缘为坡面荷载+地震荷载稳定安全系数≥1．05坡顶，底滑动面为破碎夹(泥)层，剪出口为380Ⅱ区后坡高程470～边坡稳定计算荷载：482m坡面，滑动面如图1中的①～③所示。(1)边坡岩土体自重；(2)坡面荷载：边坡范围内开关站等建筑一期治理后A—A剖面整体稳定计算结果如下：物荷载；(3)地下水产生的荷载；(4)加固力；(5)地震荷载坝区地震①正常状况一：计算结果1．465>1．25基本烈度为7度，基岩地震加速度为0．10g；(6)施工爆破震动荷载。②非常状况一：计算结果1．285>1．151．2稳定分析方法③特殊状况一：计算结果1．012<1．05针对开关站边

7、坡岩(土)体结构特点，采用spencer法(Pc—从计算结果可以看出：地震工况为控制工况，地震工况的安全STABL5M程序)进行稳定性分析。系数不能满足设计标准，需进一步加固支护。1-3稳定分析与结果在增加1000kN／m支护力的情况下，重新计算该段边坡的安全系数，计算结果如下：①正常状况一：计算结果1．553>1．25②非常状况一：计算结果1．377>1．15③特殊状况一：计算结果1．064>1．05从计算结果可以看出：按单宽增加1000kN的支护力时，该剖面各工况的安全系数都能达到设计标准。d_A—A剖面沿J。与的接触面滑动的整体稳定计算边界条件：前缘为

8、坡顶，底滑动面为夹层J．与T的接触面，剪出I：I为3