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某水电站导流洞进口边坡的垮塌原因分析_论文

2 0 1 4年 第 3 3卷 第 4期 ?D WR HE   水 利水 电工 程设计  某水电站导流洞进 口边坡的垮塌原 因分析  卞 全 韩永林 苗  结  摘  要  结 合 某 水 电 站工 程 导 流 洞进 口边 坡 垮 塌 的实 际过 程 , 重 点 分 析 其 垮 塌 原 因。 通 过 现 场 地 质 调 查 ,进 行 工 程  边 坡 的块 体 组 合 和 有 限 元 计 算 ,分 析 施 工 过 程 ,初 步 得 出 :边 坡 地 质 情 况 复 杂 , 多条 断 层 交 汇 ,岩 体 完整 性 差 ,边  坡 在 重 力 作 用 下 卸荷 蠕 变 是 客 观 事 实 ;而 冬 季 低 温施 工 , 边 坡 的 系统 锚 固 滞 后 ,在 此条 件 下 再 进 行 边 坡 底 部 的 进 1 : 3   段 隧 洞 的开 挖 ,造 成 了洞 脸 上 部 边 坡 的进 一 步 变形 ; 而持 续 集 中性 强 降 雨 沿 岩 体 结 构 面 入 渗 ,极 大 地 降低 了岩 体 结  构 面 的力 学 强度 , 引 起 了 尚未 有 效 支 撑 的进 1 : 3隧 洞段 的 塌 方 ,并 引发 了因 失 去 底 部 支 撑 的 导 流 洞 进 1 : 3 边 坡 失 稳 ,发  生 了连 续 的 自下 而 上 的 牵 引 式 垮 塌 。 本 工 程 导流 洞进 口边 坡 的 垮 塌 , 由 一 些 不 利 的原 因诱 发 ,教 训 是 深 刻 的 ,值 得  吸取和反思。   关 键 词  水 电站  导 流 洞  进 口边坡  垮 塌  原 因  分 析  中图分类号 T V 2 2 3 . 3   文 献标 识 码 B   文 章 编 号  1 0 0 7 — 6 9 8 0 ( 2 0 1 4 ) 0 4 — 0 0 1 1 - 0 4   1   工程概 况  某 水 电 站 工 程 位 于 新 疆 维 吾 尔 自治 区境 内 .   没 有 明显 的变形 破坏 迹象 ,整 体处 于稳 定状 态 。   3 进 口边 坡 设 计   根 据 导 流 洞 进 口边 坡 勘 探 揭 露 的 主 要 断 层  ( 包含 F 7 、F 1 7和 F 1 9 ) 、岩层 的产 状及 开挖 边坡 的  以发 电为 主 ,装 机 容量 1 8 0   MW。工 程枢 纽 由混 凝  土 面板 堆 石 坝 、左 岸 导流 兼 泄洪 洞 、左 岸 溢 洪洞 、   左岸 引水 系 统 和左 岸地 面厂 房 等 主要 建筑 物 组成 。   其 中 ,导 流 洞 与永 久 泄洪 洞 完 全结 合 ,一 次 建 成 ,   兼顾 施 工导 流 与永 久泄 洪 任务 。工程 于 2 0 0 9年 1 O   月 开工 建设 ,2 0 1 3年 7月机组 全部 投产 发 电 。   走 向 、坡 度 和 高 度 等 相 关 因素 ,采 用 赤 平 投 影 作  图法 对 结 构 面 与 开 挖 坡 面 组 成 的楔 形 体 稳 定 性 进  行 了分 析 ,并 根 据 计 算 分 析 成 果 提 出 了边 坡 的开  挖 、支 护 和锚 固处 理措施 。   ( 1 )边 坡 岩 体 的地 质 参 数 :新 鲜一 微 风 化 岩  2 地质条件及评价  坝 址 区 为典 型 的峡 谷 地 形 .河 谷 呈 基 本 对 称  体 ,呈 块状 一厚 层 状 ,完整 性 系数 0 . 7 5 ~ 0 . 5 ,抗剪  强 度  1 . 1 ~ 0 . 9 5 ;微 风 化 一 弱 风 化 岩 体 ,呈 次 块  状一 中厚 层 状 ,完 整 性 系 数 0 . 5 0 ~ O . 2 5 ,抗 剪 强 度  0 . 8 5 ~ 0 . 7 0 ;弱 风化 一强 风化 岩体 ,呈碎 裂一 镶嵌  碎 裂 ,完 整 性 系数 0 . 2 5 ~ 0 . 1 0 ,抗 剪 强 度  O . 7 0 —   0. 6 0。   的 V 形 。两 岸 均 为 基 岩 边 坡 , 山势 高 陡 。 自然 边  坡 坡度 一 般 5 0 。 ~ 7 5 。 ,局 部 近直 立 。两岸 断 裂 构造  较 发 育 ,在 风 化 、冻 融 、卸 荷 及 重 力 等 作 用 下 ,   在 地 形 较 陡 和 较 为 突 出 的部 位 ,边 坡 浅 表层 岩体  松 动 破 碎 、拉 裂 和 倾 倒 较 为普 遍 .顺 坡 向卸 荷 裂  隙较发 育 。   坝址 区 出 露 地 层 为 泥 盆 系 中统 萨 阿 尔 明组 下  ( 2 )边 坡 的 分层 开 挖 高 度 控 制 在 2 0   m以 内,   每 个 开挖 层 间设 2   i n宽 的马 道 ,开 挖 层 间 坡 度 1 :   0 . 5 ,综 合坡 比 1 : 0 . 6 。   ( 3 )在 坝 顶 高 程 位 置 ,高 边 坡 设 1 0 ~ 1 5   m 的  宽 平 台 ,兼 作 上 坝 道 路 :导 流 洞 的 进 口开 挖 边 坡  高 1 6 5   m,其 中坝 顶 高 程 以 上 的边 坡 高 度 8 0   I n ,   亚 组 下 段 ,为 火 山碎 屑 岩 建 造 的 英 安 质 凝 灰 岩 、   凝 灰 质 砾 岩 、凝 灰 质 粉 砂 岩 及 安 山质 凝 灰 岩 等 .   厚 度 大于 5 0 0   1 i l 。   导流 洞 的进 口边坡 总 开挖 高 度约 1 6 5   m.上 部  进水 塔基 础 至坝顶 高 程之 间 的边坡 高度 约 8 5   I n 。   ( 4 )对 导 流 洞 的 进 口开 挖 边 坡 进 行 如 下 支 护  6 0   I n的岩 体 完 整 性较 差 ,其 余 边坡 岩 体 的完 整性  整体 较 好 ,仅 局 部 因 断层 及 其

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