向家壩水電站馬延坡邊坡滑坡預(yù)警研究.pdf

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1、第13卷第2期中國水利水電科學研究院學報v。1.13No.22015年4月Journal0fChinaInstituteofWaterResourcesandHydropowerResearchApri1,2Ol5文章編號:1672—3031(2015)02—0091—09向家壩水電站馬延坡邊坡滑坡預(yù)警研究姜龍,汪小目4,葛懷光,孫建會,朱趙輝(中國水利水電科學研究院,北京100038)摘要:水電站大多修建在地質(zhì)條件復(fù)雜的高山峽谷地區(qū),各種高壩的興建將不可避免地涉及工程高邊坡的穩(wěn)定性等工程地質(zhì)問題。本文深入系統(tǒng)地對工程高邊坡穩(wěn)定性和邊坡預(yù)警進行研究,分析工程

2、高邊坡穩(wěn)定性、建立邊坡預(yù)警模型和健康診斷體系。研究結(jié)果表明:(1)變形隨時間增加而增大,隨深度增加而減小。其變化規(guī)律表現(xiàn)為前期快速增加、中期緩慢增加和后期逐漸趨穩(wěn)。(2)采用有限元強度折減法,進行了馬延坡邊坡穩(wěn)定性分析,其治理前后穩(wěn)定性系數(shù)為1.05和1.72。(3)采用施加邊界位移方法,以等效塑性應(yīng)變區(qū)域貫通作為判據(jù),進行了邊坡滑坡預(yù)警分析,建立了基于位移變形量和安全系數(shù)雙重指標控制的邊坡預(yù)警監(jiān)控體系。關(guān)鍵詞:向家壩水電站;馬延坡邊坡;邊坡穩(wěn)定性;安全預(yù)警;三維數(shù)值模型中圖分類號:TV223.3+1;TU457文獻標識碼:Adoi:10.13244~.cn

3、ki.jiwhr.2O15.02.0021研究背景我國水力資源理論蘊藏量高達6.8億kW,其中可開發(fā)利用的資源量為3.8億kW,居世界之首,其中68%分布在西南云、貴、川等地區(qū)。隨著我國經(jīng)濟高速發(fā)展,極大地帶動了資源和能源的開發(fā)進程,從而全面帶來了水電建設(shè)領(lǐng)域的繁榮。如三峽、南水北調(diào)、小灣、向家壩、溪洛渡、白鶴灘、烏東德等大型工程相繼或即將興建。毫無疑問,隨之也帶來了眾多的邊坡工程問題,尤其是西部水電工程,邊坡越來越高、地質(zhì)結(jié)構(gòu)及環(huán)境條件愈來愈復(fù)雜。這些工程邊坡的穩(wěn)定性狀況,事關(guān)工程建設(shè)的成敗與安全,對整個工程的可行性、安全性及經(jīng)濟性等起著重要的控制作用,并

4、在很大程度上影響著工程建設(shè)的投資及使用效益。工程邊坡穩(wěn)定問題已成為我國水電工程建設(shè)中面臨的主要技術(shù)問題之一,深入系統(tǒng)地對工程高邊坡穩(wěn)定性和邊坡安全預(yù)警進行研究,反演工程邊坡力學參數(shù)、分析工程高邊坡穩(wěn)定性、建立邊坡安全預(yù)警監(jiān)控體系,指導和優(yōu)化工程設(shè)計、施工,具有非常重大的工程實踐意義。建立的基于位移變形量和安全系數(shù)雙重指標控制的邊坡預(yù)警監(jiān)控體系不僅可以直接服務(wù)于工程建設(shè),而且對我國工程邊坡穩(wěn)定性和安全預(yù)警研究也會起到推動作用。2工程概況和工程地質(zhì)特征2.1工程概況向家壩水電站是金沙江梯級開發(fā)中的最后一個梯級,是我國在建和已建的第三大水電站,為一等大(1)型工程

5、,工程樞紐布置由大壩、廠房和升船機等建筑物組成,壩型為混凝土重力壩。。馬延坡邊坡位于金沙江流域的向家壩水電站壩址右岸,其上布置了諸多建筑物,從坡頂?shù)狡履_主要有:110kV中心變電站、副地下廠房、砂石加工系統(tǒng)及多條道路等。2.2工程地質(zhì)特征馬延坡邊坡地表覆蓋層主要為人工堆渣、殘坡積物、崩坡積物,一般厚度0.5~6.4m;基巖為侏羅系自流井組的砂巖和泥巖,上部為灰白色、淺黃色厚層狀中細砂巖夾薄層狀棕黃色和磚紅色細砂巖,下部為灰色泥質(zhì)巖石。收稿日期:2014—05—15作者簡介:姜龍(1980一),男,黑龍江人,博士后,高級工程師,主要從事大壩安全及滑坡預(yù)警研究。

6、E-mail:Jiangl—zhj@126.com一91—向家壩水電站馬延坡邊坡滑坡預(yù)警研究姜龍汪小剛葛懷光孫建會朱趙輝數(shù)分別為1.05和1.72。邊坡治理前塑性區(qū)域從邊坡頂部和底部向中間貫通,邊坡治理后塑性區(qū)域從抗滑樁附近向兩側(cè)貫通。治理前塑性區(qū)域從邊坡頂部和底部向中間貫通,其為蠕滑破壞;邊坡治理后塑性區(qū)域從抗滑樁附近向兩側(cè)貫通,其為半剛性破壞。強度折減系數(shù)較小時,側(cè)向變形增幅較?。粡姸日蹨p系數(shù)較大時,側(cè)向變形增幅較大。(5)采用施加邊界位移方法,以等效塑性應(yīng)變區(qū)域貫通作為判據(jù),進行了邊坡安全預(yù)警分析,建立了基于位移變形量和安全系數(shù)雙重指標控制的邊坡預(yù)警監(jiān)

7、控體系。該預(yù)警監(jiān)控體系能很好地為邊坡加固措施提供依據(jù),指導工程施工、優(yōu)化工程設(shè)計,為今后類似工程提供技術(shù)支持。參考文獻:[1]陳祖煜,汪小剛,楊健,等.巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定分析一原理、方法、程序[M].北京:中國水利水電出版社,2005.[2]陳祖煜,汪小剛.水電建設(shè)中的高邊坡工程[J].水力發(fā)電,1999(10):53—56.[3]北京中水科水電科技開發(fā)有限公司.金沙江向家壩水電站右岸馬延坡邊坡2010年度安全監(jiān)測報告[R].201O.[4]中南勘測設(shè)計研究院.金沙江向家壩水電站右岸馬延坡變形邊坡工程地質(zhì)勘測報告[R].2007.[5]連鎮(zhèn)營,韓國城,孔憲京.強度

8、折減有限元法開挖邊坡的穩(wěn)定性[J].巖土工程學報,2

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