對某水電站導流洞進口邊坡的垮塌原因分析

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1、2014年第33卷第4期·DWRHE水利水電工程設計某水電站導流洞進口邊坡的垮塌原因分析卞全韓永林苗結摘要結合某水電站工程導流洞進口邊坡垮塌的實際過程，重點分析其垮塌原因。通過現(xiàn)場地質調(diào)查，進行工程邊坡的塊體組合和有限元計算，分析施工過程，初步得出：邊坡地質情況復雜，多條斷層交匯，巖體完整性差，邊坡在重力作用下卸荷蠕變是客觀事實；而冬季低溫施工，邊坡的系統(tǒng)錨固滯后，在此條件下再進行邊坡底部的進1：3段隧洞的開挖，造成了洞臉上部邊坡的進一步變形；而持續(xù)集中性強降雨沿巖體結構面入滲，極大地降低了巖體結構面的力學強度，引起了尚未有效支撐的進1：3隧洞段的塌方，并引發(fā)了因失去

2、底部支撐的導流洞進1：3邊坡失穩(wěn)，發(fā)生了連續(xù)的自下而上的牽引式垮塌。本工程導流洞進口邊坡的垮塌，由一些不利的原因誘發(fā)，教訓是深刻的，值得吸取和反思。關鍵詞水電站導流洞進口邊坡垮塌原因分析中圖分類號TV223．3文獻標識碼B文章編號1007—6980(2014)04—0011-041工程概況沒有明顯的變形破壞跡象，整體處于穩(wěn)定狀態(tài)。3進口邊坡設計某水電站工程位于新疆維吾爾自治區(qū)境內(nèi)．以發(fā)電為主，裝機容量180MW。工程樞紐由混凝根據(jù)導流洞進口邊坡勘探揭露的主要斷層土面板堆石壩、左岸導流兼泄洪洞、左岸溢洪洞、(包含F(xiàn)7、F17和F19)、巖層的產(chǎn)狀及開挖邊坡的左岸引水系統(tǒng)

3、和左岸地面廠房等主要建筑物組成。走向、坡度和高度等相關因素，采用赤平投影作其中，導流洞與永久泄洪洞完全結合，一次建成，圖法對結構面與開挖坡面組成的楔形體穩(wěn)定性進兼顧施工導流與永久泄洪任務。工程于2009年1O行了分析，并根據(jù)計算分析成果提出了邊坡的開月開工建設，2013年7月機組全部投產(chǎn)發(fā)電。挖、支護和錨固處理措施。(1)邊坡巖體的地質參數(shù)：新鮮一微風化巖2地質條件及評價體，呈塊狀一厚層狀，完整性系數(shù)0．75～0．5，抗剪壩址區(qū)為典型的峽谷地形．河谷呈基本對稱強度1．1～0．95；微風化一弱風化巖體，呈次塊的V形。兩岸均為基巖邊坡，山勢高陡。自然邊狀一中厚層狀，完整性

4、系數(shù)0．50～O．25，抗剪強度坡坡度一般50。～75。，局部近直立。兩岸斷裂構造0．85～0．70；弱風化一強風化巖體，呈碎裂一鑲嵌較發(fā)育，在風化、凍融、卸荷及重力等作用下，碎裂，完整性系數(shù)0．25～0．10，抗剪強度O．70—在地形較陡和較為突出的部位，邊坡淺表層巖體0．60。松動破碎、拉裂和傾倒較為普遍．順坡向卸荷裂(2)邊坡的分層開挖高度控制在20m以內(nèi)，隙較發(fā)育。每個開挖層間設2in寬的馬道，開挖層間坡度1：壩址區(qū)出露地層為泥盆系中統(tǒng)薩阿爾明組下0．5，綜合坡比1：0．6。亞組下段，為火山碎屑巖建造的英安質凝灰?guī)r、(3)在壩頂高程位置，高邊坡設10～15m的

5、凝灰質礫巖、凝灰質粉砂巖及安山質凝灰?guī)r等．寬平臺，兼作上壩道路：導流洞的進口開挖邊坡厚度大于5001il。高165m，其中壩頂高程以上的邊坡高度80In，導流洞的進口邊坡總開挖高度約165m．上部進水塔基礎至壩頂高程之間的邊坡高度約85In。60In的巖體完整性較差，其余邊坡巖體的完整性(4)對導流洞的進口開挖邊坡進行如下支護整體較好，僅局部因斷層及其影響帶原因，巖體處理：①對坡頂?shù)奈r和孤石進行人工清撬處理、破碎。在邊坡開挖過程中，未見大的順坡剪出面，對坡頂?shù)乃蓜訋r體進行主動網(wǎng)防護處理。②邊坡僅見順坡短小裂隙發(fā)育，雖發(fā)育密度較大，但均全部采用噴混凝土支護，厚度10c

6、m。對于巖體完不連續(xù)，切割亦較淺，結構面性狀較好；邊坡內(nèi)整性較好的坡面，噴C20素混凝土；對于巖體完·l2·水利水電工程設計DWRHE·2014年第33卷第4期整性較差的坡面，采用掛網(wǎng)噴C20混凝土。③在體因失去底部支撐而陸續(xù)地自下而上發(fā)生下滑，形每個開挖邊坡的馬道以下設置2排9In長的28mm成整體牽引式坐落下滑(滑塌塊體并未完全解體)。鎖口長錨桿，間排距2．0m：其余系統(tǒng)錨桿采用垮塌體斜坡長約200m，平均寬度50rn，厚度10～4．5m長的25mm錨桿，間排距2．0rn。在隧洞進20m，方量約12萬m(見圖1)?？诙茨樒旅嫔?，布置了鎖口長錨桿及錨筋樁：28mm長

7、錨桿長度為9m、間排距2．5nl：3q032mm錨筋樁長度為l5m、間排距3．0m。④在進口交通橋的橋臺、橋墩基礎及兩側范圍布置了25根1000kN級預應力錨索(長度30-45m)和3q032mm錨筋樁(長度15m)。⑤坡面設置系統(tǒng)排水孑L，間排距為4．0m4邊坡的施工過程自2009年l0月初．開始導流洞進口邊坡的開挖：2010年1月初，開挖至高程1499in壩頂平臺：2010年2月底，開挖至洞臉頂部高程1444muv儺馬道：2010年3月底i，開挖至進水塔的底板基礎ll圖1導流洞進13邊坡垮塌后的典型剖面圖高程1419rn，導流洞的進口邊坡開挖完成