锦屏水电站大奔流沟料场高边坡破坏模式分析
反倾层状岩质边坡破坏机制研究——以锦屏一级水电站左岸边坡为例的开题报告
反倾层状岩质边坡破坏机制研究——以锦屏一级水电站左岸边坡为例的开题报告一、研究背景和意义随着城市化、工业化的快速发展,人类活动对地质环境的破坏性增加,岩质边坡的稳定性问题备受关注。
随着工程规模的不断扩大和施工技术的不断提高,反倾层状岩质边坡破坏频率不断上升。
因此,研究反倾层状岩质边坡的稳定性及其破坏机制,对于指导工程设计和安全施工具有重要意义。
锦屏一级水电站左岸边坡是中国西南地区的一项重要水电工程,该边坡处于长江干流上游,地形陡峭、复杂多变,其特殊的地质构造和地形条件更使稳定性的问题日益突出。
因此,以锦屏一级水电站左岸边坡为例,开展反倾层状岩质边坡破坏机制的研究,具有一定的应用价值和现实意义。
二、研究内容和目的本研究以锦屏一级水电站左岸边坡为例,通过野外调查、现场测试和实验室分析等手段,全面系统地研究反倾层状岩质边坡的稳定性及其破坏机制,探究其发生的原因,为类似边坡工程的设计和安全施工提供可靠的科学依据。
具体研究内容包括:1. 野外调查及现场测试:对锦屏一级水电站左岸边坡的地形、地质、地貌等进行详细调查,利用无人机、全站仪、地震仪等现代仪器设备进行现场测试。
2. 基本力学特性测试:采用三轴试验、剪切试验等方法,测试岩石的基本力学特性参数;3. 长期侵蚀和加水作用:通过模拟不同水平的降雨、长时间喷水等方式模拟岩体长时间侵蚀和多次加水作用,研究其对反倾层状岩质边坡的影响;4. 机理分析:利用理论分析、数值模拟等方法,对反倾层状岩质边坡的破坏机理进行分析。
三、研究方法和步骤1. 实地调查和测试:采用现代化的测绘仪器、无人机等现代技术手段,系统全面地以锦屏一级水电站左岸边坡为研究对象,对该边坡的地形、地质、地貌等进行详细调查和现场测试;2. 岩石力学特性测试:对采集的反倾层状岩体试样进行三轴试验、剪切试验等基本力学特性测试;3. 长期侵蚀和加水作用模拟:通过模拟不同水平的降雨、长时间喷水等方式模拟岩体长时间侵蚀和多次加水作用,研究其对反倾层状岩质边坡的影响;4. 机理分析:基于试验数据和已有的研究成果,采用理论分析、数值模拟等方法,对反倾层状岩质边坡的破坏机理进行分析。
大奔流沟料场高边坡变形破坏模式与稳定性分析
7 5 。 , 以下 坡度 为 5 5 。 ~ 6 5 。 。河 床地 面高 程 1 6 2 0 m, 坡 顶地 面最 大高 程 2 4 8 0 m, 最 大坡 高 8 0 0余 米 。
边坡 出露 岩性 在高 程 2 1 3 0 m 以上 为 T 层 厚层 块状 大理 岩 , 以下 主要 为 T 3 ( 1 ) 层, 总厚 1 7 7 . 6 6 m, 按 岩 性可 分 为 9小 层 , 其中 1 、 3 、 5 、 7、 9小 层 为 中 一厚 层 砂
第4 4卷 第 1 4期 2 0 1 3 年 7 月
人 民 长 江
Ya ng t z e Ri v e r
Vo 1 . 4 4. NO. 1 4
J u l y ,
2 0 1 3
文章编号 : 1 0 0 1 — 4 1 7 9 ( 2 0 1 3 ) 1 4— 0 0 0 8— 0 5
3 5 0 。 ~ 3 0 。 , 倾向 s E, 倾角 6 4 。~7 2 。 。断 层 、 裂隙走 向
3 边 坡 破 坏 模 式 分 析
3 . 1 西侧 边 坡 整 体 变 形 破 坏 模 式 3 . 1 . 1 溃 屈 折 断 变形 破 坏
边坡 开挖 后 , 将倾角 5 0 。 ~ 5 5 。 的 自然 边 坡 改 造 成 单级 坡角 7 1 。 、 综合 坡 角 6 4 。 左 右 的人 工边 坡 , 综 合 开
征 及 变 形 破 坏 机 制 等 进 行 了深 入 研 究 , 认 为 其 正 面 坡 存 在 整 体 溃 屈 破 坏 和 岩 层 滑 移 剪 出破 坏模 式 , 南 侧 边 坡 存 在 压 裂 滑 移 剪 出破 坏 模 式 及 局 部 块 体 破 坏 模 式 。 结 合 刚 体极 限 平 衡 法 的 计 算 结 果 , 对 整 个 边坡 稳 定 性进 行
锦屏一级水电站水库工作船停靠点工程边坡 K0+325~K0+370段裂隙处
摘
健
6 1 1 8 3 0 )
( 中国水利水电第十工程 局有限公 司 二分局 , 四J 1 f 都江堰
要: 锦屏一级水电站水库 _ I = 作船停靠点工程下河坡道开挖时发现了两条延伸 长大的溶蚀裂 隙, 该裂隙纵 向贯通路基 , 向
下近乎垂直 , 与边坡层面裂隙相通。介绍了所采用 的锚索加 固处理方案 , 确保 了该工程的施 _ T 质量 和安全 。
能会 造成 组合 块 失 稳 , 破 坏 模 式 为 以层 面 裂 隙 为
底 滑面 、 以溶 蚀 裂 隙为 后缘 切 割 的平 面 滑 动 。为
设计 钻 孔 要求 : 1 5 0 0 k N级 锚 索钻 - f L : f L 径 为
3 0 m n 3 , 如图 1 所示。
确保 锦 屏一级 水 电站水 库 工作船 停靠 点工 程下 河
动移动 式 高风压 空压 机供 风 。 钻杆采 用 ‘ p 8 9高 强 度 钻 杆 , 开 孔 钻 具 采 用 C I R1 5 0风 动 冲击 器 , 配‘ p 1 5 0钻 头 开孑 L 。钻 孔 过 程 中的孔 斜控 制采 用 粗 径 长 钻杆 加 设 扶 正 器 , 并
1 2 0 e n ' l , 采用 C 3 5混凝 土 ; 锚 索 外 锚 头 尺寸 为 3 0
路基 , 向下基本 垂 直延伸 , 裂 隙宽 5— 3 0 e m不等, 据调查 , 该 路 基稳 定 性 与 外 侧 坡 稳 定 性 相 关 联 。
确保 锚索 施工 脚 手架 在 纵 、 横 两 个 方 向都 得 到牢
固、 可靠 的连 接 。每 层 锚 索施 工平 台上 连 续 铺设 5 c m×1 0 c m板方 材 和 竹 胶板 , 宽度 3 m, 外侧 临
边坡安全分析及监测技术在锦屏一级水电站工程中的应用
g h一 2 、 g h一 4三条层 间挤压错动带及 X L h一1 卸荷裂 隙, 第① 和第② 、 ④组裂隙较发育 , 裂 隙间距 一般 3 O~5 0 e m, 局部 1 0
不稳定块 体 , 可 能 破 坏 模 式 为 沿 层 间 挤 压 错 动 带 的平 面
滑动 。
为底 滑面发 生的层面破坏。下面进行具体的分析计算 。
在 0+ 0 8 0~ 0+1 4 0段边 坡 中, 层 间挤压错 动带 发育 g h
一
7~ g h 一1 2共 6条 , 走 向上与倾 向上 均起伏 大 , 连续性 好 ,
3 0 e m, 岩体普遍卸荷松驰 , 完整性 差 , 碎 裂结构为 主 , 局 部 块裂结构 。该段开挖边坡 以层 间挤 压错 动带 g h一1 、 g h一2 、
g h一 4为 底 滑 面 , 以X L h一1 为 后缘切 割面 , 形 成 局 部 的 可 能
( 3 ) 以g h一3为底滑面 , f 1 3断层为后缘切割 面组成 的破 坏模式 三 ; 甚至还可能 以 g h一 3为底滑 面 , 一直贯 通到 1 9 1 7 m平 台组成 的层 面滑 动构 成破 坏模 式 以及 以 g h一1 、 g h一 2
坡加 固布置 图” 里程 0+0 2 0断 面处 , 1 8 9 5 i n高程 以上锚 ( 横向) 啪
Ⅱ类岩体
2 6 . 0 0 0 . 2 2 5
2 7 0 0
螂 1 啪 2 . O O . 3 5
2 7 0 0
2 7 o o 2 7 0 o
2 7 o 0
锦屏一级水电站高边坡开挖爆破动力稳定分析
WANG Xi —i ,ZH U Xu 一 i n ,W U n xi ,ZHANG u — a ,XI uj e e ̄ a 。 c Xi— a Ch n y n ONG n y Xi— u
( .C a i n ce c n tt t f CWRC,Wu a 3 0 0,Ch n 1 h n a g S in e I siu eo h n4 0 1 ia; 2 h n j a g I siu eo S r e .C a g n n tt t f u v y,Pl n i g,Dei i a nn sgn& Ree rh o CWRC,W u a 3 0 0。C i ) sa c f h n 4 0 1 h 口
t elf b n v rEI 8 5 o ip n — y r p we tto s e a u td b sn a i t o f h e t a k o e .1 8 m fJn ig I H d o o rs ain wa v l a e y u ig r to me h d o
摘 要 : 将时程法 引入滑裂面的抗剪断强度 比值法中 , 以某个爆 破步长 进行整个 爆破计 算, 得到 了潜
在 滑 动体 的 稳 定 系 数 随 爆 破 振 动 荷 载 作 用 下 的 变 化 过 程 。 利 用 该 方 法 对 锦 屏 一 级 水 电 站 左 岸
E 1 8 m 以 上 边 坡 开 挖 爆 破 进 行 动 力 稳 定性 分 析 , 算 结 果 较 好 地 反 映 了 边 坡 稳 定 性 在 爆 破 过 程 中 I 85 . 计
大奔流沟料场边坡块体变形分析及处理措施
薄 一极薄 层粉 砂质 板岩 。
地质 构 造主要 有 断层 和层 问软弱 夹层 。区 内见 f 1
1 地 质 条 件
1 . 1 地 形 地 貌
大奔 流 沟 料 场 边 坡 I区 自然 状 态 下 为 倾 向 S E 1 0 5 。 ( 雅砻江 ) 的 突 出 山梁 , 倾角 4 8 。~5 5 。 , 西 边 是
2 . 1 破 坏 模 式
顺层 边坡 是一 层 状结 构 岩 石 边 坡 , 其 变 形 破 坏 的 地 质 力学模 式 较多 , 基 本 涵 盖 了各 类 边 坡 变 形 破 l 9 8 5 m 是一 宽 l 0~ 2 4 m 的
开挖 平 台 , 坡 下 已挖至 1 8 9 5 m高 程 。
程 l 9 8 5~1 8 9 5 m、 桩号 Y K 一2 0 0~Y K 一1 5 7 段 的
s E, 倾角 6 7 。 ~7 1 。 , 其中T 3 ( 一 I 厚3 2 . 8 9 m, 为 青 灰 色
中 一厚层 变 质石英 细砂 岩 ; T 3 ( l - 厚 9 . 3 5 m, 为 青灰 色 薄层 变质 石英 细砂 岩 夹 板 岩 ; T 3 : ( I : ” 厚 1 8 . 6 2 m, 为 青
差较 大 。
近 东西 向深切 的大奔 流 冲沟 , 自然岸 坡高 1 3 0~ 2 0 0余
大奔流沟料场施工期高边坡稳定性数值模拟
摘要 : 锦 屏 一 级 水 电站 大 奔 流 沟料 场 边 坡 开挖 高 度 4 6 8 m, 开挖 量 巨大, 岩层 陡倾坡 外 , 快 速 开挖 卸 荷 过 程 中 边 坡 安 全 稳 定 问题 突 出。在 边 坡 破 坏 模 式 分 析 的 基 础 上 , 建 立 了考 虑 层 状 岩 体 各 项 异 性 的数 值 分 析 模 型 , 研 究边坡开挖过程 中应力、 位移 、 塑 性 区和 锚 固受 力 演 化 特 征 , 并 评 价 边 坡 稳 定 性 。研 究表 明 , 边 坡 整 体 稳 定 性
向s E, 倾角 6 4 。~ 7 2 。 , 受构造作用影 响, 局 部 岩 层 挠
曲, 其 走 向为 4 0 。~ 5 6 。 , 倾向 s E, 倾 角 陡至 8 0 。~ 8 5 。 , 见图1 , 在 料 场主要 区域 Ⅱ区 ( 北 西正 面坡 ) , 岩 层走 向
与边坡 走 向近平 行且 陡倾 坡 外 , 岩 层 倾 角 大 于边 坡 倾
大 奔 流 沟 料 场 施 工 期 高 边坡 稳 定 性 数值 模 拟
董 志 宏 , 丁 1 . 长江科学院 水利部岩土力 学与工程重点实验 室, 湖北 武汉 4 3 0 0 1 9 ; 2 . 长 江勘 测 规 划 设 计 研 究 院 施 工
在边 坡开 挖 过 程 中 出 现 了一 系 列 变 形 开 裂 和 塌 方 现
料 场边坡 岩 体 由三叠 系 中上 统 杂谷脑 组第 2段 大
理岩( T ; ) 和第 3段石英 砂岩 ( T ) 组成 ; 石英砂
岩分 9个 小层 , 其 中奇数 层 为厚层 砂 岩 , 偶 数层 为薄 层 砂板 岩 。边坡 主要 在 石 英 砂 岩部 位 出露 , 薄层 砂 板 岩
深切河谷锦屏高边坡稳定性及监测反馈分析
深切河谷锦屏高边坡稳定性及监测反馈分析中国水电顾问集团成都勘测设计研究院周钟摘要:在中国西南地区开发水电过程中,由于河谷深切与高地应力的原因,高边坡稳定问题十分突出,如锦屏一级水电站高边坡问题就是非常典型的例子。
本文在总结了大量工程实例的基础上,对深切河谷高边坡的坡体结构进行了详细的研究,并对坡体结构进行了科学的分类。
对锦屏一级水电站左岸边坡中发育的深部裂缝的形成机理进行了数值模拟,在计算的基础上讨论了深部裂缝对边坡稳定的影响。
基于理论推导,提出了改进的边坡稳定极限分析sarma法与三维多重网格的极限平衡法,并通过工程实例验证了方法的可行性与适用性,为深切河谷高地应力区边坡稳定分析提供了更为合理的分析方法。
在对锦屏一级水电站边坡稳定综合分析的基础上,提出了科学合理的高边坡支护设计方案,并对支护后的高边坡进行了稳定性计算,以及监测反馈分析,验证了所设计的高边坡支护方案是合理可靠的。
最后,文章简要介绍了锦屏一级水电站左坝肩边坡的监测反馈分析研究成果。
关键词:深切河谷坡体结构岩石高边坡极限平衡分析方法支护设计监测反馈分析1引言锦屏一级水电站位于四川省凉山彝族自治州盐源县和木里县境内,是雅砻江干流中下游水电开发规划的“控制性”水库梯级。
拦河大坝为混凝土双曲拱坝,坝高305.0m,正常蓄水位以下库容77.6亿m3。
电站装机容量3600MW,多年平均年发电量166.2亿kW·h。
锦屏一级水电站枢纽区位于普斯罗沟与手爬沟间长约1.5km的河段上,枢纽区为典型的深切“V”型峡谷,相对高差1500~1700m。
左岸为反向坡,右岸为顺向坡。
谷坡两岸基岩裸露,主要由中上三叠统杂谷脑组第二段(T2-3Z2)大理岩和第三段(T3-2Z3)变质砂岩、粉砂质板岩组成,另外还可见少量后期侵入的煌斑岩脉。
枢纽区为高地应力区,卸荷带以里地应力集中现象明显[1]。
枢纽区断层较发育,其中以NE~NNE向最为发育,且断层规模较大,如左岸f5、f8、f2断层及煌斑岩脉,右岸f13、f14断层等,而近EW向断层也有一定发育,如左岸坝头f42-9、右岸猴子坡f7及斜穿坝基的f18断层等,规模相对较大。
大奔流沟料场高边坡支护型式和施工质量控制
利 于边 坡 稳定 的边 坡 体型 。 ( 3 )根据 地质 勘 探 工作 和 地质 资 料 , 分 析 边 坡 破
坏模 式 , 有针 对性 地对 边坡 进行 工程 支护 设计 。
( 4 )根 据料 场边 坡 的开 挖 施 工 特点 采 取 投 资 省 、
m, 坡顶 高 程 2 4 0 0 m, 最 大坡 高 7 8 0 m。 料 场 长 约
角, 如需 开 挖 , 应 分级 及 时采取 稳妥 可靠 的支 护措施 。 ( 6 )采 取综 合治 理 的措 施 , 在 满 足 工程 建 筑 物 安 全 的前 提下 , 做 到减少 水土 流失 、 节 能降耗 、 美 化环 境 。
大奔 流 沟 料 场 高 边 坡 支 护 型 式 和 施 工 质 量 控 制
叶 曹 华, 陈 周 云, 杨 军 华, 邢 少 朋
( 葛 洲 坝 集 团 第 五 工 程 有 限公 司 , 湖北 宜 昌 4 4 3 0 0 2 )
摘要 : 锦屏 大奔流沟料场开挖边坡 高、 面积大 , 地 形地 质 条 件 复 杂 , 前 所 罕 见 。 通 过 前 期 地 质 条 件 分 析 和 地 质 补充勘测 , 完 善 了边 坡 支护 型 式 。采 用深 、 浅 层 支 护 相 结 合 为 中心 , 临 时 支 护 为 基 础 的 支 护 方 式 。 介 绍 了各 种 支护 工 程 , 包括 预 应 力 锚 索 、 预 应力锚杆、 锚喷 支护、 锚 杆 束 的施 工要 点 。通 过 严 格 的施 工质 量控 制 , 边 坡 支 护 顺 利 完 成 。监 测 数 据 表 明 , 料场边坡稳定性较好 , 满足永久边坡治理要求 。
锦屏一级水电站左岸复杂地质条件下高边坡开挖控制爆破技术的运用
难 题 , 过爆 破工 艺 试 验 得 出 了适 合 于 锦屏 一 级 通
水 电站左 岸 复 杂 地 质 条 件 下 高 边 坡 开 挖 的爆 破 参
数 , 施工 过程 中对 爆 破 梯 段 高度 、 孔 形 式 、 响 在 布 单
药量 、 爆破 规模 等参数 进行 优化 调整 , 并实 施爆破 检
测 , 据检 测成 果反 映 出 边坡 开 挖 爆 破 对 岩体 的振 根 动影 响 , 获得 了在 复 杂地 质 条件 下 高 边坡 开 挖 控 制 爆破 的施工 工艺 。
图 1 锦 屏 一级 电 站大 坝 左 岸 边 坡 开 挖 平 面 布 置 示 意
小 断层 和绿 片岩及 煌 斑 岩 等 软岩 , 以及 左 岸深 部 拉
高程 1 8 m 以下坝基开挖工程量 323万 r 。大 5 8 9. n
坝左 岸边坡 开挖 平面 布置 见 图 1 。
2 1 地形 、 . 地质 条件
9 m, 内节理 裂 隙普遍松 弛 张开 , 面 附近 岩石 风 0 带 裂 化 较强 , 岩体 多呈 碎裂结 构 ; 卸荷 带下 限水平 深度 弱
水 电 站 设 计 第 2 卷 第 3 6 期
D H P S
20 1 0年 9月
锦 屏 一 级 水 电 站 左 岸 复 杂 地 质 条 件 下 高 边坡 开挖 控 制 爆破 技术 的运 用
殷 本 林 乔 介 平 李 宝成 , ,
( .中国水利水电第 七工程局有 限公司 二分局 , 1 四川 郫县 6 13 2 170;.二滩水 电开发有限责任公司 , 四川 成都 60 2 ) 10 1
层 及节 理裂 隙密集 带松 弛张开 , 面多风 化锈染 ; 裂 深
卸 荷底 界 水平 深 度 约 20~ 3 m, 大部 分地 段 深 0 30 且
锦屏一级水电站左岸高边坡变形监测及稳定性分析
水利水电技术(中英文)㊀第52卷㊀2021年第4期梁靖,裴向军,罗路广,等.锦屏一级水电站左岸高边坡变形监测及稳定性分析[J].水利水电技术(中英文),2021,52(4):180-185.LIANG Jing,PEI Xiangjun,LUO Luguang,et al.Deformation monitoring and stability analysis of left bank highslope at Jinping I Hydro-power Station[J].Water Resources and Hydropower Engineering,2021,52(4):180-185.锦屏一级水电站左岸高边坡变形监测及稳定性分析梁㊀靖1,裴向军1,罗路广1,刘㊀明1,杨静熙2(1.成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室,四川成都㊀610059;2.中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司,四川成都㊀610072)收稿日期:2020-08-06基金项目:国家重点研发计划(2016YFC0401908);国家创新性集体基金(41521002);川藏铁路重大工程风险识别与对策研究项目(2019YFG0460)作者简介:梁㊀靖(1995 ),男,硕士研究生,主要从事地质灾害评价与预测研究㊂E-mail:370918252@通信作者:裴向军(1970 ),男,教授,博士研究生导师,博士,从事地质灾害㊁工程边坡稳定性评价与工程治理研究㊂E-mail:peixj0119@ 摘㊀要:受复杂地质条件和高陡地形等因素影响,锦屏一级水电站左岸高边坡在水库蓄水运行阶段仍出现持续缓慢变形,其稳定性问题受到高度关注㊂为此,基于现场调查与最新监测结果数据,从监测反馈和地质角度揭示了边坡变形破坏特征及机制,并以此分析边坡稳定性㊂分析结果表明:左岸边坡的表观与深部累计位移变形仍呈现缓慢增长趋势,但历经变形调整后速率有一定减缓,可将变形机制归纳为 上部持续倾倒-深部张裂-表部锁固体松弛-下部与坝体协调 ;目前左岸高边坡受库水位影响而变形仍未收敛,但变形较为平稳且无异常现象,满足安全控制标准;由于边坡长期变形发展趋势的影响因素复杂,尚存不确定性,仍需持续监测以及进一步研究㊂关键词:锦屏一级水电站;高边坡;变形监测;稳定性分析doi :10.13928/ki.wrahe.2021.04.019开放科学(资源服务)标志码(OSID ):中图分类号:TV 223.13文献标志码:A文章编号:1000-0860(2021)04-0180-06Deformation monitoring and stability analysis of left bank highslope at Jinping I Hydropower StationLIANG Jing 1,PEI Xiangjun 1,LUO Luguang 1,LIU Ming 1,YANG Jingxi 2(1.State Key Laboratory of Geo-Hazards Prevention and Geo-Environment Protection,Chengdu University of Technology,Chengdu ㊀610059,Sichuan,China;2.PowerChina Chengdu Engineering Corporation Limited,Chengdu㊀610072,Sichuan,China)Abstract :Under the influences from the factors,plicated geological condition,high-steep terrain,etc.,the continu-ous deformation of the left bank at Jinping I Hydropower Station still occurs during the impounding and operation phase,and then its stability is highly concerned.Therefore,the characteristics and mechanism of the deformation and failure of the slope are revealed herein from the aspects of the monitoring feedback and the geological condition therein based on the in situ investigation and the latest monitoring data,from which the slope stability is analyzed.The analysis result shows that the apparently and deeply accumulated displacement deformation of the left bank slope still exhibits a slowly increasing trend,but the deformation rate is slowed to a certain extent after experiencing the relevant deformation adjustment,while the deformation mechanism can be sum-marized as continuous toppling of the upper part deeply tension-cracking surface locking solid body relaxation the coor-dination between the lower part and the dam body .At present,the deformation is still not converged under the influence of res-ervoir water,but it becomes relatively stable without any abnormal phenomena,thus can meet the relevant safety control stand-ards.As the influencing factors of the long-term deformation development trend of the slope are complicated with some梁㊀靖,等//锦屏一级水电站左岸高边坡变形监测及稳定性分析uncertainties,the relevant continuous monitoring and further study concerned are still necessary to be carried out.Keywords :Jinping I Hydropower Station;high slope;deformation monitoring;stabilityanalysis图1㊀左岸边坡分区及表观监测布置Fig.1㊀Left bank slope zoning and apparent monitoring layout1㊀工程概况㊀㊀锦屏一级水电站为雅砻江中下游的控制性巨型水库梯级,具有边坡开挖高㊁规模大以及稳定条件复杂等特点㊂左岸坝肩岩层产状为N14ʎ~36ʎE /NWø31ʎ~46ʎ,属典型的反倾坡体㊂坝区出露杂谷脑组(T 2-3Z )灰白色㊁灰黑色大理岩与千板岩,岩层厚度变化大㊁变形强㊂边坡开挖揭露有f2㊁f5㊁f8㊁f42-9等断层㊁煌斑岩脉(X)㊁深部拉裂结构面及长大陡倾溶蚀裂隙㊂由此可见,左岸边坡不良地质体发育,有必要对其变形及稳定性进行研究㊂长期以来,大型水电工程高边坡的稳定性评价主要以理论分析㊁专家评估㊁监测系统及数值模拟为主[1-3]㊂赵明华等[4]对小湾电站高边坡监测与分析,揭示了边坡变形原因及稳定性发展趋势㊂张世殊等[5]通过归纳溪洛渡水电站库岸边坡的倾倒变形体特征与蓄水之间的相关性,提出了其在蓄水作用下的进一步发展演化机制㊂朱继良等[6]研究发现高边坡开挖与变形具有同步性,并将变形可归纳为:浅表松弛型㊁协调渐变型和回弹错动型㊂同时,孙元等[7]也以某城区开挖支护边坡为例,结合监测数据预测了其变形趋势㊂裴向军[8]㊁黄志鹏等[9]研究了锦屏一级水电站左岸边坡开挖与蓄水期间的变形响应特征㊂而李程等[10]将三维电子罗盘测量法应用于边坡变形监测,为研究边坡变形及破坏模式提供了新思路㊂此外,沈辉等[11]基于非线性有限元分析,对蓄水后高边坡变形及稳定性开展了数值模拟分析㊂本文基于锦屏一级电站已有的各阶段研究成果,结合最新监测资料收集㊁变形调查以及针对性的排查分析等手段,深入研究左岸高边坡的影响因素㊁变形特征及机理等,并宏观定性地评价边坡稳定性,为复杂坝肩加固处理效果评价㊁工程运行阶段高边坡稳定性及大坝安全评估提供基础资料和建议㊂2㊀监测布置㊀㊀锦屏一级左岸边坡开挖以来,变形速率虽逐渐减缓,但监测显示浅表与深部的变形仍未收敛㊂本文选取截止2020年2月的表观变形监测与深部拉裂监测进行变形与稳定性分析㊂如图1所示,表观变形监测共设立80个观测墩,可分别监测水平和垂向位移变梁㊀靖,等//锦屏一级水电站左岸高边坡变形监测及稳定性分析形㊂此外,根据坡体结构及变形特征将左岸边坡划分为6个宏观变形区,此处选对坝肩影响较大的1 4区监测成果数据进行分析㊂深部变形监测的目的是分析深部拉裂缝在边坡开挖和蓄水运行期的变形响应,并用于评价边坡的安全稳定性㊂左岸边坡布设深部石墨杆收敛计监测仪器的平洞有PD42㊁PD44㊁PD54及1915mL2C排水洞,此处选取数据采集较完整的PD44㊁PD42进行分析(见图2),布置测点共计33个,其中PD44有13个,PD42有20个,监测点主要记录坡内横河向(水平)位移㊂3㊀稳定性监测成果分析3.1㊀表观变形监测㊀㊀如图3(a)所示,变形1区总位移累计曲线显示,自蓄水以来的位移增长较为显著,最新监测数据表明,变形量值仍呈缓慢增长趋势,最大累计位移可达220mm,最小为50mm㊂同时,蓄水对总位移曲线的变形趋势影响较小,仅在增长过程中表现出一定程度波动性,而在运行期后其波动幅度越来越小,变形速率也有不断减缓(见表1)㊂进一步深入分析可知,该区总体以下沉变形为主,呈现上部变形大㊁下部变形小的特点,这也与上部倾倒变形体的变形规律吻合㊂如图3(b)所示,2区变形整体小于1区,但蓄水后仍以下沉变形为主,局部呈上抬变形,且与库水升降具有较强相关性,其变形累计位移最大约105mm,曲线在增长的同时呈现出一定程度的波动,并同水位升降保持着同步性㊂在经历初蓄期增长后,运行期的变形速率有所降低(见表1),运行4期平均㊀㊀㊀㊀速率为0.38mm/月㊂细化来看,运行期库水位下降阶段变形速率较大,而上升阶段则相对较小㊂如图3(c)所示,变形3区总体以向上游偏河床沉降变形为主,变形比高位倾倒变形区要小,受库水位升降的影响较明显,该区的总位移累计变化集中在70~120mm,呈现缓慢增长趋势,但随时间增长也表现出一定波动性,整体变形速率呈现持续降低(见表1)㊂如图3(d)所示,4区变形相对最弱,该区的总位移累计变形集中在37~74mm,变形速率仅为0.21 mm/月(见表1)㊂该区运行期总体较平稳,体现出 波动-调整 的特征,但总位移调整幅度远小于水平位移,说明其水平向位移受库水位波动影响较大㊂进一步分析监测资料发现,该区蓄水期后高高程部位的竖向变形以沉降为主,而低高程部位主要为抬升㊂3.2㊀深部变形监测㊀㊀对于布置在平洞内的深部变形监测点,统计各测点的累计变形监测成果如图4所示㊂由图4可见, PD42与PD44平洞反映的深部变形以水平方向位移为主,整体位移矢量方向均由坡内指向坡外㊂从揭示的深部变形与蓄水动态关系来看,左岸平硐PD42累计位移量值达到42mm[见图4(a)],其中上支洞变形量较大,下支洞在蓄水后的变形已趋于收敛,除初蓄期有变形激增外,运行期内影响均不显著㊂PD44受煌斑岩脉X㊁断层f42-9以及坡体内部系列小断层和深拉裂缝影响,累计位移量值最大达到85mm[见图4(b)],平洞122m以外洞段对首次蓄水响应明显,对运营期蓄水还处于适应调整阶段㊂进一步分析可知:①初期蓄水阶段,特别是高水位首次降低时引起的变形明显突跃;②对低高程部㊀㊀㊀㊀图2㊀边坡深部变形监测布置Fig.2㊀Deep deformation monitoring layout梁㊀靖,等//锦屏一级水电站左岸高边坡变形监测及稳定性分析图3㊀表观变形区总位移累计曲线Fig.3㊀Cumulative total displacement curve of apparent deformationarea图4㊀平洞测点相对洞底的累计位移曲线Fig.4㊀Cumulative displacement curve of adit表1㊀变形区不同时期平均位移速率变化Table 1㊀The average displacement rate in different periodsin the deformation region变形分区不同时期平均位移速率/mm㊃月-1初蓄期运行1期运行2期运行3期运行4期1㊀区 1.070.840.690.670.62㊀区0.980.670.630.440.383㊀区0.720.670.620.460.364㊀区0.240.550.570.450.21㊀㊀注:初蓄期为2014-08-24 2015-09-28;运行1期为2015-09-292016-09-28;运行2期为2016-09-29 2017-09-28;运行3期为2017-09-29 2018-09-28;运行4期为2018-09-29 2019-09-28位,库水影响体现在高水位时的位移量增加明显;③对高高程平硐,运行期水位的季节性变化对其变形影响明显减弱㊂综合表观与深部的变形监测成果及特点,可知左岸边坡在现阶段的变形仍在缓慢增长,局部变形态势还未收敛㊂经过初期蓄水的变形调整后,运行期变形速率呈现一定缓减㊂可以看出,左岸边坡的稳定性仍需基于监测数据从机制与稳定性来深入分析㊂4㊀变形机制与稳定性分析4.1㊀变形破坏模式及机制㊀㊀考虑到边坡地质结构㊁变形分区特征以及蓄水等因素影响,认为左岸边坡的长期变形总体属于蓄水动梁㊀靖,等//锦屏一级水电站左岸高边坡变形监测及稳定性分析态变化与工程结构荷载下产生,受 反倾层状结构+深部裂缝+外倾缓带分割 控制的变形调整响应㊂结合各区变形特征,将变形模式概括为 上部持续倾倒-深部张裂-表部锁固体松弛-下部与坝体协调 ,并初步归纳出变形机制:(1)上部持续倾倒主要是软硬互层的岩性组合㊁陡倾的反向坡体结构及开口线以上浅部坡体卸荷所共同导致,2区是受开挖卸荷以及f5㊁f8断层所控制㊂同时,库水位升降又使得岩体及软弱带不断发生饱水和干湿循环,导致力学性质弱化,进而持续引发倾倒变形㊂(2)深部张裂主要为f42-9断层上盘㊁煌斑岩脉X深部裂缝的持续张拉变形,加之蓄水后软弱层带软化导致3区深部变形持续增加㊂此外,库水位下降导致深部累计位移曲线有较大幅度的抬升,初步分析为坡体内部受到向外的渗透压力而产生水平向位移,且在软弱结构以及深拉裂缝处变形更为明显㊂(3)表部锚墙的整体锁固作用使得回弹变形不断向深部传递,同时锁固的部分坡体浅表也会整体性侧向松弛变形,主要表现为间次性地向外鼓胀㊁岩脉或小断层等陡倾结构面附近呈现集中性拉裂㊂(4)下部与坝体协调一是指边坡自身变形对大坝的加载作用,二是指坝肩推力对边坡的反作用㊂这种协调是动态发展的,即有利于坝体应力改善,也会威胁大坝安全㊂主要表现为在库水位抬升产生的推力使得部分坡体压密与抬升,下降时推力减小又导致坝体应力加载状况改变,呈现出随水位动态变化的趋势,这也是4区的变形机制所在㊂4.2㊀稳定性评价㊀㊀从宏观上看,左岸开挖边坡运行期的持续变形是在蓄水新常态下由特定地质结构控制的一种自适应调整变形㊂开口线以上高位倾倒变形区(1区)变形尚未收敛,拱肩槽上游开挖边坡(2区)仍处于变形调整期,潜在 大块体 区域(3区)的表观㊁多点位移计等监测成果显示无整体趋向的滑移现象,坝肩边坡㊁拱坝抗力体边坡(4区)则处于相对稳定状态㊂此外,抗剪洞与围岩之间变形协调过程已近完成,但f42-9断层软弱带的垂向压缩-侧向扩容过程受边坡与坝体协调作用影响,存在周期性活动,这也是深部持续变形的主要原因㊂实际监测成果与理论分析表明,锦屏一级左岸高边坡受库水位影响而处于变形调整期,边坡岩体继续向坡外变形,尚未收敛,但变形较为平缓,且无异常变形情况,变形量级满足安全控制标准,边坡整体较稳定㊂5㊀结㊀论㊀㊀针对锦屏一级水电站左岸高边坡的变形与稳定性问题,本文结合最新变形监测成果从地质角度进行了宏观定性评价㊂结果表明:(1)左岸边坡受库水位影响仍处于变形调整期㊂其中1区㊁2区㊁3区及深部平洞变形速率虽处于较低水平,但累积位移仍缓慢增长,无明显收敛趋势㊂与此相反,4区变形速率则趋于平稳,整体较为稳定㊂(2)左岸边坡的长期潜在破坏模式主要有三类,即大块体的整体性块体失稳㊁沿主控性底滑面的剪切失稳及部分区域剪断岩体而呈圆弧式的滑动失稳㊂并将变形机制概括为 上部持续倾倒-深部张裂-表部锁固体松弛-下部与坝体协调 ㊂(3)从整体变形上看,左岸边坡受库水位影响仍处于蓄水运营调整阶段,变形尚未收敛㊂边坡岩体持续变形,但变形较为平稳且无异常现象,现阶段左岸边坡岩体表面变形总体稳定,但仍需持续监测与关注㊂参考文献(References):[1]㊀吕建红,袁宝远,杨志法,等.边坡监测与快速反馈分析[J].河海大学学报(自然科学版),1999,27(6):98-102.LU Jianhong,YUAN Baoyuan,YANG Zhifa,et al.Study on slope monitoring and quick feedback[J].Journal of hohai university(natu-ral science edition),1999,27(6):98-102.[2]㊀王成虎,何满潮,郭啟良.水电站高边坡变形及强度稳定性的系统分析研究[J].岩土力学,2007,28(S1):581-585.WANG Chenghu,HE Manchao,GUO Qiliang.Systematic analysis of deformation and strength stability of high slope of hydropower station [J].Rock and Soil Mechanics,2007,28(S1):581-585. [3]㊀SUN Yuke,LEE Jianguo.Engineering geological studies of the stabil-ity of slope in rock[J].Chinese Journal of Geology(Scientia Geologi-ca Sinica),1965(4):330-352.[4]㊀赵明华,刘小平,冯汉斌,等.小湾电站高边坡的稳定性监测及分析[J].岩石力学与工程学报,2006,25(S1):2746-2750.ZHAO Minghua,LIU Xiaoping,FENG Hanbin,et al.Monitoring and analysis of a high-slope stability in Xiaowan Hydropower Station [J].Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering,2006, 25(S1):2746-2750.[5]㊀张世殊,裴向军,母剑桥,等.溪洛渡水库星光三组倾倒变形体在水库蓄水作用下发展演化机制分析[J].岩石力学与工程学报,2015,34(S2):4091-4098.ZHANG Shishu,PEI Xiangjun,MOTHER Cambridge,et al.Evolu-tion mechanisms analysis of Xingguangsanzu topping deformation bodies under condition of impound water of t Xiluodu Hydropower梁㊀靖,等//锦屏一级水电站左岸高边坡变形监测及稳定性分析Station[J].Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering, 2015,34(S2):4091-4098.[6]㊀朱继良,黄润秋,张诗媛,等.某大型水电站高位边坡开挖的变形响应研究[J].岩土工程学报,2010,32(5):784-791.ZHU Jiliang,HUANG Runqiu,ZHANG Shiyuan,et al.Deformation response of high-order slope excavation of a large hydroelectric station in China[J].Chinese Journal of Geotechnical Engineering,2010, 32(5):784-791.[7]㊀孙元,田维强,林德洪,等.开挖边坡变形监测及稳定性分析[J].重庆交通大学学报(自然科学版),2019,38(9):81-87.SUN Yuan,TIAN Weiqiang,LIN Dehong,et al.Deformation moni-toring and stability analysis of excavation slope[J].Journal of Chongqing Jiaotong University(Natural Science Edition),2019,38(9):81-87.[8]㊀裴向军,何如许,朱利君,等.锦屏一级水电站左岸边坡蓄水变形响应研究[J].中国农村水利水电,2019(10):139-147.PEI Xiangjun,HE Ruxu,ZHU Lijun,et al.Research on the deform-ation response of left slope of Jinping I Hydropower Station influenced by impoundment[J].China Rural Water and Hydropower,2019(10):139-147.[9]㊀黄志鹏,董燕军,廖年春,等.锦屏一级水电站左岸开挖高边坡变形监测分析[J].岩土力学,2012,33(S2):235-242.HUANG Zhipeng,DONG Yanjun,LIAO Nianchun,et al.Deforma-tion monitoring and analysis of left bank high slope at Jinping I Hydro-power Station[J].Rock and Soil Mechanics,2012,33(S2):235-242.[10]李程,宋胜武,陈卫东,等.基于三维电子罗盘的边坡变形监测技术研究:以溪洛渡水电站179库区岸坡为例[J].岩石力学与工程学报,2019,38(1):101-110.Li Cheng,Song Shengwu,Chen Weidong,et al.A monitoring meth-od of slope deformation using three-dimensional electronic compass: an example of Xiluodu Reservoir bank[J].Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering,2019,38(1):101-110. [11]沈辉,罗先启,李野,等.乌东德拱坝坝肩三维抗滑稳定分析[J].岩石力学与工程学报,2012,31(5):1026-1033.SHEN Hui,LUO Xianqi,LI Ye,et al.Three-dimensional stability analysis of the dam abutment of Wudengdong Arch Dam[J].Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering,2012,31(5):1026-1033.(责任编辑㊀陈小敏)。
锦屏一级水电站左岸边坡变形监测及机制分析
锦屏一级水电站左岸边坡变形监测及机制分析作者:何如许裴向军刘明文旭徐岗来源:《人民黄河》2021年第10期摘要:针对锦屏一级水电站左岸边坡的持续变形现象,以左岸边坡的地质结构为基础,通过表面变形监测与深部变形监测相结合的综合监测手段,对其变形机制进行分析。
研究结果表明,其整体的变形机制可概括为“上部持续倾倒—深部张裂—表部锁固体松弛—下部与坝体协调”。
开口线以上自然边坡倾倒变形体的持续变形主要受砂岩、板岩软硬互层以及浅表部卸荷作用控制,还受下部坡体变形调整向上累积效应的影响。
左岸边坡深部变形主要是受坡体深部裂缝区的持续拉张变形及断层f42-9和煌斑岩脉X所体现的非滑移式拉裂松弛变形影响,而且强支护的群锚效应明显强化、深化了对变形的作用。
开口线以下人工开挖支护边坡的持续变形原因是锚墙锁固的部分坡体浅表部出现整体性侧向松弛卸荷变形。
标准蓄水位附近的坡体受库水浮托力的影响较大,而抗力体边坡在蓄水之后则受到坝肩推力的影响而产生压密和抬升的周期性变化特征。
关键词:边坡;监测分析;变形机制;锦屏一级水电站中图分类号:TV642.4 文献标志码:Adoi:10.3969/j.issn.1000-1379.2021.10.025引用格式:何如许,裴向军,刘明,等. 锦屏一级水电站左岸边坡变形监测及机制分析[J].人民黄河,2021,43(10):128-133,138.Abstract: In view of the continuous deformation of the left bank slope of Jinping I Hydropower Station, the deformation mechanism of the left bank slope was analyzed by means of comprehensive monitoring combined with surface deformation monitoring and deep deformation monitoring. The results show that the overall deformation mechanism can be summarized as “continuous toppling of the upper part-deep tension fracture-surface locking solid relaxation-coordination between the lowerpart and the dam body”. The continuous deformation of toppling deformation body of natural slope above the opening line is mainly controlled by the unloading action of sandstone, slate soft-hard interbeds and shallow surface, and is also affected by the upward accumulation effect of deformation adjustment of lower slope. The deep deformation of the left bank slope is mainly due to the continuous tension deformation in the deep crack area of the slope and the non-slip tension and relaxation deformation embodied in f42-9 and lamprophyre dike X. Moreover, the group anchor effect of the strong support obviously strengthens and deepens this effect. The continuous deformation of the slope supported by manual excavation below the opening line is mainly due to the integral lateral relaxation and unloading deformation of the shallow part of the slope secured by the anchor wall. The slope near 1880m is greatly influenced by the buoyancy of reservoir water, while the slope of resisting body is affected by the thrust of abutment after impoundment, resulting in the characteristics of compaction and uplift. The monitoring results and deformation mechanism of this project can be used for reference in other hydropower projects in the future.Key words: slope; monitoring and analysis; deformation mechanism; Jinping-Ⅰ Hydropower Station我國西南山区拥有丰富的水电资源,近年来随着清洁能源需求的不断增加,金沙江、澜沧江、雅砻江等流域的水电工程开始大规模地投入建设和运营。
大奔流沟料场高边坡锚索锚固力增大原因分析
2 段( T i )大理岩和第 3 段( T ; ) 变质细砂岩夹少
量 板 岩 。其 中 T 层 可分 为 三大 层 , 边 坡 开 挖 区 涉 及 地 层 主要是 第 1大 层 ( T ) , 又 可 分 为 9小 层 , 其 中
之南 东翼 ( 正 常翼 ) , 为一 单 斜 层 状 构 造 岩 体 , 岩 层 总
发 育 5条浅 小 冲沟 , 沟宽 3~1 2 m, 深 3~1 0 m, 沟 内仅
降雨 时有短 暂水 流 。
1 . 2 地 层 岩 性
边坡地 层 岩性 主要 为 三 叠 系 中 、 上 统 杂 谷脑 组 第
1 . 3 地 质 构 造
工程 区位于 锦屏 山断裂 西 侧 2 k m, 三滩 倒 转 向斜
1 、 3、 5 、 7 、 9小 层 为 中 一厚 层 变 质 细 砂 岩 , 2 、 4 、 6、 8小 层
பைடு நூலகம்
为薄 一 极 薄层 砂岩 夹板 岩 ( 图 1 ) 。
8 0 。 。坡 脚河 床地 面高 程 1 6 2 0 m, 临 江 峰顶 最 大 高 程
2 4 1 8 m, 最 大 自然坡 高 近 8 0 0 m。边坡 区上 游 大奔 流 冲沟 深切 狭 窄 , 两 岸 高 峻 陡峭 , 自然 坡 角 多 大 于 6 0 。 ,
第1 4期
刘大显, 等: 大 奔 流 沟 料 场 高 边 坡 锚 索锚 固力 增 大 原 因分 析
l 9
挠 曲, 其 走 向为 4 0 。~5 6 。 , 倾向 s E, 倾 角 陡至 8 0 。~
8 5。 。
强度 高 , 抗 风化 能力 强 , 岩体 风化 以沿裂 隙 和构造 破碎 带风 化为 主要 特征 。薄 至极 薄层砂 岩夹 板 岩 因微 裂 隙 发育 , 岩体 较破 碎 , 处在 强风 化带 中岩体 普遍 风化 锈 染
锦屏一级水电站大奔流沟料场开采爆破技术
6 7
工 便 道作 为设 备 、 材 料 运输 通 道 。临 时便 道 修 筑 原 则 为“ 紧接 交 通 洞 、 一次修筑 、 多次使用、 长期有效 ” , 尽 量 增加 使用 周 期 , 避 免 多次 修 筑 造 成 资 源 浪 费 。料 场 最 长边 坡约 6 0 0 m, 分三个 区 , 各 开采 层 高差 控 制 在 三 个 台 阶 以内 , 以有利 于 临时便 道修 筑 和支护 工作 推进 。 ( 3 )为保 持边 坡稳 定 , 大规模 开采 前先 预裂 爆破 ,
( 1 )开 挖强 度受 供 料 强 度 约束 性 相 对 较 高 , 开 挖 布置 、 材料 运输 通道 、 支护 作 业 面 等 都需 要 考 虑 , 爆 破 作 业 的动态 设计 尤为 重要 。
( 2 )料 场 开采施 工 干扰 大 , 坡 脚 为 二 级 闸 坝 和 临
梯段 、 微 差挤压 爆破 的方 案 , 严 格 控 制 爆破 规模 、 单 响
药量 。施 工期 间加 强 地质 监 测 和 预 测 , 每 次 爆 破 和 雨 后在 边坡 进 行 巡 视 查 看 , 发现情况及 时进行处理 、 整 治, 发 现局 部不 稳 定 块体 及 时进 行 随 机 支 护 。通 过 爆
江 2号 公路 , 一区“ L ” 型转 角 底 部 为 1号 半 成 品堆 料 平 台的长距 离 胶带机 系 统 , 对 开采 区滚 石 、 飞石控 制要
坡, 边 坡 最 大开 挖 高度 约 5 1 8 m。分 析 了 开采 爆 破 中 面 临 的 相 关 问题 , 通过爆破 生产性试验 , 选 择 适 当爆 破 形
式, 采 取 动 态爆 破 设 计 可 制 定 出有 效 的 爆 破 方 案 , 并提 高 了爆 破 安 全 性 , 相 关 经验 可 为 同 类 工程 施 工 设 计 提 供
锦屏一级水电站大坝左岸高边坡安全开挖技术
四川 水力发电
2 0 1 3年 2月
种 滑移 模式 , 其 中拱 肩 槽 开 挖 后 出露 的 f 4 2 一 断层
是 控制 左岸 拱肩 槽开 挖边 坡整 体稳 定性 的关 键 因
素。
定性 显著 下 降 。特 别 是在 暴 雨 _ T况 下 , 边 坡 的 安 全 系数下 降非 常迅 速 。
“ 小 块体 ” 滑 动 问 题 。根 据 岩 体 失 稳 的 不 同特 征 和分 析成 果 , 在f 4 一 。 断 层 上 设 置 了抗 剪 洞 以增 加 抗 滑力 , 以系统锚 杆 和锚 索 为 主 对局 部 结 构 面 组
高程 1 8 8 5 m上 部 岩 体 沿 已有 的断 层 、 岩 脉 以及
屏 一 级水 电站 大坝左 岸边 坡 开挖 过程 中潜在 失稳 的块 体主要 分 布 在 高 程 1 7 5 0 m 以上 , 以潜 在 滑
( 3 )针对 锦屏 一 级水 电站左 岸边 坡工 程 的地
质条件 、 边坡稳定性及加固措施要求 , 借鉴和吸取 国内外类 似工 程 的成 功施 工经 验 , 形 成 了一 套 本 工程 切 实可行 的各 类边 坡 开挖支 护 的施工 程序 和
边 坡在 高程 2 1 1 0 m至 1 8 8 5 m 的开 挖 阶段 , 为边 坡 减载 的过 程 , 边 坡 稳定 性 有一 定 提 高 。在 高 程 1 8 8 5 m 至 以下 的开挖 阶段 , 由于潜在 滑体 前沿 剪
出 口的阻滑 区岩 体 被 挖 除 , 开 挖边 坡 的稳 定 性 明
相应 的施 工措 施 。
出 面密集 , 基本 覆 盖 了高 程 1 7 5 0 m 以 上 的整 个
锦屏一级水电站左岸1885m高程以上高边坡开挖
挖区外的冲沟 回填至 1 8 m高程使 8— 3 9 2号路横跨 回填区域 , 可将出渣道路修至 1 9 m高程 , 而确 0 9 从
保 1 9 m 以下开 挖石 渣一 次性装 、 0 9 运到位 。190 9m 高程 以上 开挖石 渣 全部 通 过 反铲 或 推 土 机倒 、 进 推 开挖 区 内的 冲沟进 入集 渣 区域 , 然后 在 集 渣 区域 统
锦 屏一 级水 电站 左 岸 18 5 高 程 以 上 开挖 工 8m 程 施 工 , 坡 开 口线最 大开 挖 高 程 215 边 坡 最 边 0 m,
1 5 .6 9 3 m高程以上土石方开挖总量 7. 9 28万 m 。 。
大开挖高度 20 2 m。缆机平台开挖高程 1 5.6 93 m, 9
() 3 出渣运距较长 , 出渣道路单一 , 出渣运输道 路较为繁忙 , 施工干扰较大 , 以需要做好道路协调 所
工作 , 能保 证施 工 的进 度 ; 才 () 4 开挖地 形 陡峭 , 工 地 质 条 件 复杂 , 坡 稳 施 边 定性 差 , 工 过程 中需 及 时加 强支 护 和监测 ; 施 ( ) 坡 开 挖 范 围 内 断层 带 较 发 育 , 中影 响 5边 其
开挖边 坡地 层 岩性 为 T ,
, ~巨厚 层状 厚
3 施 工 布 置
3 1 施 工道 路布 置 .
的变质 砂 岩 和 薄 层 状 粉 砂 质 、 质 板 岩 , 体 产 状 泥 总 N1。~3 。 NW /3 。~4 。 主 要 结 构 面 包 括 以 5 5 E, _0 _ 5, f 断层 为代 表 的小 断层 、 4 2 顺层 层 间 挤压 破 碎带 、 深 部裂 缝 、 斑 岩 脉 ( 和 卸 荷 裂 隙 , 中煌 斑 岩 脉 煌 X) 其 ( 在 边坡 以里 一定 深度 , 上游 向坡 体 深部 延 伸 , x) 往
锦屏电站大奔流沟料场石方开挖研究与应用
锦屏电站大奔流沟料场石方开挖研究与应用摘要:大奔流沟料场属于高边坡料场,如何安全、有效地对高边坡料场进行开挖,本文阐述了通过调整爆破参数,优化爆破设计方案,从而达到减小爆破振动对边坡的破坏和扰动,控制爆破粒径来提高石方开采效率,减少爆破飞石,降低施工干扰,合理选择爆破方案等一系列措施,对高边坡料场的顺利开挖起着至关重要的作用。
为类似工程提供一定的借鉴作用。
关键词:高边坡料场开挖爆破控制爆破振动爆破粒径爆破飞石爆破方案优化1 概述大奔流沟料场位于锦屏电站坝址下游9 km,雅砻江左岸。
料场是锦屏电站主体工程混凝土粗骨料加工的料源开采地,料场地形为一顺江方向的斜坡,临江坡度50°~65°,料场中部长约500 m,宽约50~60 m,料场顶高为▽2187 m,底部高程约1700 m,开采岩石主要为板状砂岩,夹杂有少量的薄板岩和大理岩。
砂板岩层面走向与开挖坡面方向基本一致,顺层坡度在65°~72°间,岩层厚薄不一,以中厚层为主,在回采毛料过程中,薄板岩和大理岩作为弃料处理。
1.1 大奔流沟料场特点开挖高度大,边坡采用顺层开挖,设计开挖边坡每15 m设一马道,马道设计宽2 m或3 m,1895 m以上设计坡比为1∶0.35,1895 m以下设计坡比为1∶0.45。
在施工过程中,确保边坡的安全稳定成为施工中的重要课题。
地质条件复杂,料场主要为层面结构的石英砂岩,夹杂有厚层块状大理岩及板岩;切割岩层层面方向,发育有大量断层与裂隙;沿山体外缘断层与裂隙尤为发育,断层面与裂隙面有的以石英岩和泥土充填,有的以空腔形式存在,这无形中加大了爆破施工难度,严重影响了爆破质量的控制。
施工面狭窄,料场的平均厚度约40 m,最薄不到10 m;施工机械因施工面窄而降低工效;料场最高月供料强度达45万吨,为满足供料,加快对料场的开挖降段与边坡支护,需大量的投入机械设备。
合理的布置施工现场,严格控制爆爆破飞石,减少重型设备的避炮迁移,使施工有条不紊进行。
大奔流沟料场高边坡支护型式和施工质量控制
大奔流沟料场高边坡支护型式和施工质量控制叶曹华;陈周云;杨军华;邢少朋【摘要】锦屏大奔流沟料场开挖边坡高、面积大,地形地质条件复杂,前所罕见.通过前期地质条件分析和地质补充勘测,完善了边坡支护型式.采用深、浅层支护相结合为中心,临时支护为基础的支护方式.介绍了各种支护工程,包括预应力锚索、预应力锚杆、锚喷支护、锚杆束的施工要点.通过严格的施工质量控制,边坡支护顺利完成.监测数据表明,料场边坡稳定性较好,满足永久边坡治理要求.【期刊名称】《人民长江》【年(卷),期】2013(044)014【总页数】4页(P57-59,75)【关键词】高边坡支护;锚索;预应力锚杆;锚喷支护;锚杆束;大奔流料场;锦屏一级水电站【作者】叶曹华;陈周云;杨军华;邢少朋【作者单位】葛洲坝集团第五工程有限公司,湖北宜昌443002;葛洲坝集团第五工程有限公司,湖北宜昌443002;葛洲坝集团第五工程有限公司,湖北宜昌443002;葛洲坝集团第五工程有限公司,湖北宜昌443002【正文语种】中文【中图分类】TV554.12大奔流沟料场位于坝址下游9 km的雅砻江左岸临江岸坡,距上游二级闸坝约0.3~1.0 km。
料场自然边坡倾角55°~65°,为顺向坡。
坡脚河床高程1 620 m,坡顶高程2 400 m,最大坡高780 m。
料场长约1 000 m,宽200~300 m。
岩层倾向坡外,有用层呈长条带状展布于高程1 660~2 100 m,料场面积约20万m2。
根据料场开采规划,料场边坡开口线高程2 183 m,终采高程1 670 m,设计边坡开挖高度513 m,料场开采总量1 263万m3,其中有用料1 090万m3。
大奔流沟料场地形、地质条件复杂,边坡开挖跨度大,支护要求较高,采取合理的边坡支护型式有助于支护质量和边坡的整体稳定。
1 料场高边坡支护设计原则(1)满足有关设计规范和合同有关规定。
(2)根据补充工程地质勘察和地质岩层结构面产状,在料场开挖有用料满足工程需要的前提下,布置有利于边坡稳定的边坡体型。
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址下 游 9 k m的雅 砻 江左 岸 临 江岸 坡 。料 场 区 自然 岸 坡倾 角 5 5 。~6 5 。 , 顺 向 坡 。边 坡 开 口线 最 大 高 程 为 2 I 8 3 1 3 1 , 开挖 下 限最 低 高 程 1 6 7 0 m, 边 坡 最 大 高 度 5 1 3 m( 见图 1 ) 。本 文 对 该边 坡 的稳 定性 和潜 在 的破
1 . 2 地 层 岩 性
边坡 出露基 岩为 三 叠 系 中 、 上统 杂 谷 脑 组第 3段
( T ) 变质细砂岩夹板岩 、 第2 段( T ; ) 大理岩。第 3 段( T i ) 总厚度大于 3 0 0 m, 按岩性及所处工程部
位 可分为 3大 层 , 其 中料 场 开挖 工 程 边 坡 地 层 为 第 1
边坡最大开挖高度约 5 1 3 m。边 坡 地 层 岩 性 为 变质 细砂 岩 夹板 岩 。 为保 证 料 场 开 挖 施 工 安 全 , 对 边 坡 的 破 坏
模 式 及 稳 定 性 进 行 了分 析 。 结 果表 明 : 西 侧 边坡 破 坏模 式 主要 有 浅层 滑 移 剪 出破 坏 、 深 层 滑 移 剪 出破 坏 、 边坡
1 8 8 5 i n , 装机容量 3 6 0 0 MW 。 大 奔 流 沟 料 场 位 于 坝
1 地 质 条 件
1 . 1 地 形 地 貌
大 奔 流 沟 料 场 自然 边 坡 为 顺 向 坡 , 边 坡 走 向 自南 向北为 N E 2 1 。~N ~N W3 3 4 。 , 倾向 S E ~N E 。边坡 2
坏模 式 进行分 析研 究 。
1 8 3 m 高程 以下地 形坡 度 5 5 。 ~6 5 。 , 以上 为 6 5 。 ~ 7 5 。 陡坡 。坡 脚河 床地 面高程 1 6 2 0 m, 临江 峰顶最 大高 程 2 4 8 0 m, 最大 自然坡 高 约 8 0 0 m。边 坡基 岩裸 露 , 自然 岸坡整 体稳 定 。
大, 一 般为 5—3 0 c m, 最厚达 1 5~ 5 5 c m, 厚 度较 稳 定 ,
连续 性好 , 夹泥厚 度 一般 为 0 . 5~1 . 0 c m, 局 部 可达 3
c m; 带 中含 白色 薄片 状 石 英 细脉 , 厚 0 . 5—1 . 0 c m, 具
Com
第 6期
孙云 志 , 等: 锦 屏 水 电站 大 奔 流 沟 料场 高边 坡 破 坏 模 式分 析
7
N W, 倾角 2 8 。 ~ 4 0 。 , 断 层长 度一 般 7 0~1 6 0 m, 断 层 带
主要 由石 英脉 夹少 量 岩屑 充填 , 脉厚 一般 0 . 2—0 . 7 m 不等 , 为裂 隙性 断层 。从 断 层 带 风 化 状 态 看 , N N E 中
锦 屏 水 电 站 大 奔 流 沟 料 场 高 边 坡 破 坏 模 式 分 析
孙 云 志, 王 颂, 冉 隆 田, 刘 大 显, 於 汝 山
( 长 江 岩土 工程 总公 司( 武汉) , 湖北 武汉 4 3 0 0 1 0 )
摘要 : 大 奔流 沟料 场 位 于锦 屏 一 级 水 电站 坝 址 下 游 9 k m 的雅 砻 江 左岸 临 江岸 坡 处 。料 场 自然 岸 坡 为 顺 向 坡 ,
第4 4卷 第 6期
2 0 1 3年 3 月
人 民 长 江
Ya ng t z e Ri v e r
Vo I . 4 4. NO. 6
Ma r .. 201 3
文章编号 : 1 0 0 1—4 1 7 9( 2 0 1 3) 0 6—0 0 0 6—0 5
图1 大奔流沟料场高边坡形态( 高程 1 8 6 5— 2 1 3 8 m)
走向 N N E组 断 层 主 要 为 中缓 倾 角 断 层 , 倾 向 主要 为
收 稿 日期 : 2 01 3—0l—l 0
作者简介 : 孙云志, 男, 教 授 级 高级 工程 师 , 博 士, 主 要 从 事 水 利 水 电 工 程 地 质 勘 察 方 面 的研 究 工 作 。 E—m a i l : y u n z s @v i p . s i n a
一
缓 倾 角断 层充 填石 英 脉 微 裂 隙 呈 网状 , 部 分呈 灰 白带 黄色微 至 弱风 化 , 断面 两侧 岩石 多无 风化 现象 , 总 体性 状 较好 。N WW 与 N E E两 组 断层带 岩石 在 薄层砂 岩 夹 板岩中, 断层带岩石 风化较强烈 , 多 为 弱 风 化 一强 风 化, 断 面可 见数 毫米 厚 的泥膜 。
坏 的 可 能性 。
关
键
词: 破坏模式 ; 稳 定 性 分 析 ;高边 坡 ;大 奔流 沟料 场 ; 锦 屏 一级 水 电站
文 献标 志码 :A
中 图 法 分 类 号 :P 6 4 2
锦屏 一级 水 电站 位 于四川省 凉 山州盐 源县雅 砻江 普斯 罗 沟峡谷 内 , 是 雅 砻 江干 流 上 的 重要 梯 级 电站 工 程. 大 坝 为 混 凝 土 双 曲拱 坝 , 坝高 3 0 5 m, 坝 顶 高 程
压 剪 变形 溃 屈 破 坏 、 部 块 体 破 坏 及 开 挖 切 脚破 坏 ; 南侧 边 坡 破 坏模 式 主 要 为 压 裂 滑 移 剪 出破 坏 与 局 部 块 体
破 坏 两种 形 式 。边 坡 在 正 常 工 况 条 件 下 , 处于整体稳定状态 ; 在 暴 雨 或 地 震 条件 下 , 边 坡 存 在 浅 层 滑 移 剪 出破
大层 , 其 岩 性 可 进 一 步 划 分 为 9个 小 层 ( 见表 1 ) 。
1 . 3 地 质 构 造
( 1 )断层 。边 坡断层 共 3 2条 , 除 F 规模 较 大外 , 其 余均 为裂 隙性 断层 。 断层 发 育 的方 向性 较 明显 , 以 N N E组 和 N E E组最 发 育 , 其次为 N WW 组 和 N E组 。