二滩水电站地下厂房进水口边坡稳定性分析及评价
2008-01-21 10:42:54 来源：
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电力18讯： 1 前言
二滩水电站枢纽处于高山峡谷段，两岸谷坡陡峻，临江坡高300～400 m，河谷呈不对称“V”字型，河道平直，左岸谷坡25°～45°，右岸谷坡30°～45°。高边坡的稳定性问题是二滩水电站主要的工程地质问题之一，两岸高边坡的稳定性对二滩水电站的施工及安全运行至关重要。施工中，对高边坡采取以锚索为主、锚杆为辅的支护措施，经试运转证明，处理后的边坡是稳定的。
2 地下厂房进水口边坡概况
二滩水电站地下厂房进水口边坡位于左坝肩上游，开挖边坡长170 m，高80 m，边坡总体走向N31°W，倾SW，平均开挖坡比1∶1.18（平距∶垂距，下同）。坡顶接8号公路，高程1 205 m，进水口平台（塔基），高程1 126 m，其中高程1 126～1 151 m为直坡段。坡内设有4条马道，具体情况见表1。
压力管道共6条，从上游至下游依次为1～6号，间距28.1 m，其上平段垂直于直坡段。上平段渐变段（0+00～0+15 m）开挖断面为矩形，宽10.6 m，高12 m，腰线高程1 132.5 m，见图1。
边坡开挖始于1993年1月，1994年12月开挖至高程1126 m，历时近两年。压力管道开挖自1993年11
月底开始，1995年底完成。完成压力管道开挖后，于1995年7月至1996年5月进行了高程1 126 m以下的基础开挖。
3 地下厂房进水口边坡基本地质条件
地下厂房进水口边坡岩体由二迭系变质玄武岩（P2βL）和后期侵入其中的正长岩（ξc）组成，变质玄武岩和正长岩相互穿插、交错分布，局部分布有裂面绿泥石化玄武岩。因正长岩侵入穿插强烈，玄武岩热液变质作用显著，抗风化能力差，加之正长岩侵入穿插极不规则，热液变质程度不均一，使岩石风化强烈且很不均一，全强风化垂直深度10～25 m，弱风化中、上段垂直深度30～50 m。
正长岩侵入边界极不规则，坡内无贯穿软弱结构面（带）存在，主要为4组裂隙及随机分布的小型构造破碎带、风化夹层。坡内优势节理有四组：
（1）N35°～60°ENW∠55°～70°；
（2）N30°～60°WNE∠60°～70°；
（3）中缓倾角裂隙。产状变化大，面呈波状起伏，以N45°W～EW SW或S∠20°～40°为主，部分SN E或W ∠15°～30°；
（4）EW S/W ∠60°～80°。
软弱夹层情况见表2。
二滩水电站岩级划分基于两点：一是以反映岩体固有的力学特性为目标，是岩体稳定评价的基础。二是以控制岩体物理力学特性的主要地质因素作为分级的基本要素，又以岩体的力学参数作为分级的工程指标。
依据成勘院制定的二滩岩体质量分级，开挖后边坡中上部的玄武岩以全强风化为主，厚度0～14 m，完整性差，散体～碎裂结构，属F级，建议坡比值为1∶2～１∶1.33。正长岩以弱风化中、上段为主，为裂隙及夹层风化特征，镶嵌～块状结构，局部分布有裂面绿泥石化玄武岩，其裂面力学性质很差，属E-3级或D级。直坡段1 150～1 126 m高程及塔基以弱风化下段C级为主，仅少量分布弱风化中段D级岩体。
4 边坡开挖过程中出现的地质问题
4.1 松弛拉裂体
坡顶8号公路内侧坡古老风化松弛拉裂岩体下伏边界在地下厂房进水口边坡上游侧上部出露，分布桩号为0+159～170 m，底界出露高程为1 190 m，为强风化条带，宽0.5～1 m。松弛拉裂岩体仍保持原生结构，裂隙没有明显错位，普遍张开，最大开度5～10 cm，充填次生泥、岩屑。
4.2 局部塌滑、混凝土喷层和锚索梁裂缝
在边坡的开挖过程中，曾出现局部楔形块体失稳、混凝土喷层开裂和锚索梁裂缝。主要的塌方及变形见表3。局部塌滑及拉裂缝主要发生在1 165～1 151 m高程之间（1 151～1 126 m为直坡段），该部位岩体以E-3级为主。塌滑主要沿结构面的不利组合处发生，规模均较小，属于局部不稳定问题。
5 地下厂房进水口边坡稳定性分析
5.1 影响边坡稳定性的因素
在进水口边坡出现的松弛拉裂体，开挖过程中发生的塌滑、混凝土喷层和锚索梁裂缝等现象，并不是单一因素引起的，而是多种因素综合作用的结果。各因素及其对边坡稳定影响情况如下。
(1)岩性及结构。
E-3级岩体完整性较差，为裂隙及夹层风化特征，镶嵌～块状结构，局部分布有裂面绿泥石化玄武岩，其裂面力学性质很差，E-3 级岩体摩擦系数f为0.7，c为0.5 MPa，建议坡比值为1∶2.86～1∶2。
E-3级岩体稳定性主要由裂隙面及软弱夹层控制，裂隙摩擦角φ为35°，软弱结构面综合摩擦角φ为27°。由于结构面相互切割，形成岩体局部塌滑的边界条件，在重力及爆破等因素影响下，导致边坡局部塌滑、混凝土喷层和锚索梁出现裂缝，是地下厂房进水口边坡发生变形破坏的主要原因。
(2)地应力。
二滩水电站枢纽处于高山峡谷区，具有很高的<
二滩水电站枢纽处于高山峡谷段，两岸谷坡陡峻，临江坡高300～400 m，河谷呈不对称“V”字型，河道平直，左岸谷坡25°～45°，右岸谷坡30°～45°。高边坡的稳定性问题是二滩水电站主要的工程地质问题之一，两岸高边坡的稳定性对二滩水电站的施工及安全运行至关重要。施工中，对高边坡采取以锚索为主、锚杆为辅的支护措施，经试运转证明，处理后的边坡是稳定的。
2 地下厂房进水口边坡概况
二滩水电站地下厂房进水口边坡位于左坝肩上游，开挖边坡长170 m，高80 m，边坡总体走向N31°W，倾SW，平均开挖坡比1∶1.18（平距∶垂距，下同）。坡顶接8号公路，高程1 205 m，进水口平台（塔基），高程1 126 m，其中高程1 126～1 151 m为直坡段。坡内设有4条马道，具体情况见表1。
压力管道共6条，从上游至下游依次为1～6号，间距28.1 m，其上平段垂直于直坡段。上平段渐变段（0+00～0+15 m）开挖断面为矩形，宽10.6 m，高12 m，腰线高程1 132.5 m，见图1。
边坡开挖始于1993年1月，1994年12月开挖至高程1126 m，历时近两年。压力管道开挖自1993年11
月底开始，1995年底完成。完成压力管道开挖后，于1995年7月至1996年5月进行了高程1 126 m以下的基础开挖。
3 地下厂房进水口边坡基本地质条件
地下厂房进水口边坡岩体由二迭系变质玄武岩（P2βL）和后期侵入其中的正长岩（ξc）组成，变质玄武岩和正长岩相互穿插、交错分布，局部分布有裂面绿泥石化玄武岩。因正长岩侵入穿插强烈，玄武岩热液变质作用显著，抗风化能力差，加之正长岩侵入穿插极不规则，热液变质程度不均一，使岩石风化强烈且很不均一，全强风化垂直深度10～25 m，弱风化中、上段垂直深度30～50 m。
正长岩侵入边界极不规则，坡内无贯穿软弱结构面（带）存在，主要为4组裂隙及随机分布的小型构造破碎带、风化夹层。坡内优势节理有四组：
（1）N35°～60°ENW∠55°～70°；
（2）N30°～60°WNE∠60°～70°；
（3）中缓倾角裂隙。产状变化大，面呈波状起伏，以N45°W～EW SW或S∠20°～40°为主，部分SN E或W ∠15°～30°；
（4）EW S/W ∠60°～80°。
软弱夹层情况见表2。
二滩水电站岩级划分基于两点：一是以反映岩体固有的力学特性为目标，是岩体稳定评价的基础。二是以控制岩体物理力学特性的主要地质因素作为分级的基本要素，又以岩体的力学参数作为分级的工程指标。
依据成勘院制定的二滩岩体质量分级，开挖后边坡中上部的玄武岩以全强风化为主，厚度0～14 m，完整性差，散体～碎裂结构，属F级，建议坡比值为1∶2～１∶1.33。正长岩以弱风化中、上段为主，为裂隙及夹层风化特征，镶嵌～块状结构，局部分布有裂面绿泥石化玄武岩，其裂面力学性质很差，属E-3级或D级。直坡段1 150～1 126 m高程及塔基以弱风化下段C级为主，仅少量分布弱风化中段D级岩体。
4 边坡开挖过程中出现的地质问题
4.1 松弛拉裂体
坡顶8号公路内侧坡古老风化松弛拉裂岩体下伏边界在地下厂房进水口边坡上游侧上部出露，分布桩号为0+159～170 m，底界出露高程为1 190 m，为强风化条带，宽0.5～1 m。松弛拉裂岩体仍保持原生结构，裂隙没有明显错位，普遍张开，最大开度5～10 cm，充填次生泥、岩屑。
4.2 局部塌滑、混凝土喷层和锚索梁裂缝
在边坡的开挖过程中，曾出现局部楔形块体失稳、混凝土喷层开裂和锚索梁裂缝。主要的塌方及变形见表3。局部塌滑及拉裂缝主要发生在1 165～1 151 m高程之间（1 151～1 126 m为直坡段），该部位岩体以E-3级为主。塌滑主要沿结构面的不利组合处发生，规模均较小，属于局部不稳定问题。
5 地下厂房进水口边坡稳定性分析
5.1 影响边坡稳定性的因素
在进水口边坡出现的松弛拉裂体，开挖过程中发生的塌滑、混凝土喷层和锚索梁裂缝等现象，并不是单一因素引起的，而是多种因素综合作用的结果。各因素及其对边坡稳定影响情况如下。
(1)岩性及结构。
E-3级岩体完整性较差，为裂隙及夹层风化特征，镶嵌～块状结构，局部分布有裂面绿泥石化玄武岩，其裂面力学性质很差，E-3 级岩体摩擦系数f为0.7，c为0.5 MPa，建议坡比值为1∶2.86～1∶2。
E-3级岩体稳定性主要由裂隙面及软弱夹层控制，裂隙摩擦角φ为35°，软弱结构面综合摩擦角φ为27°。由于结构面相互切割，形成岩体局部塌滑的边界条件，在重力及爆破等因素影响下，导致边坡局部塌滑、混凝土喷层和锚索梁出现裂缝，是地下厂房进水口边坡发生变形破坏的主要原因。
(2)地应力。
二滩水电站枢纽处于高山峡谷区，具有很高的<
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