高边坡工程施工

1.1.1 边坡工程（龙马水电站）

1.1.1.1 边坡规划

本工程边坡工程主要为左岸的电站进水口、厂房边坡，右岸的溢洪道边坡。

左岸建筑物区自然山坡较陡，一般在40º～50º之间，基本为裸露的弱风化岩石，岩层走向与自然坡面近乎垂直，对边坡稳定不利的结构面不发育，自然山坡稳定。电站进水口边坡高150m，厂房开挖边坡高接近200m。

溢洪道最高开挖边坡位于引渠与闸室相交部位及泄槽尾段，坡高约120m。溢洪道布置范围覆盖层垂直厚度一般<10m，引渠发育一个堆积体，其底界垂直埋深约25m，泄槽分布一滑坡堆积体（Hb1），其底界水平埋深约27m。基岩岩性为石英砂岩夹泥质钙质砂岩及少量泥岩，岩层产状为N30°～45°W，NE∠47°～65°。发育的Ⅲ级结构面共有F8、F9、F10、F11、F12及F14；Ⅳ级结构面较发育，主要有两组：a. N10°～40°W，NE∠35°～65°,宽度一般为3cm～5cm，主要由碎裂岩、片状岩、糜棱岩、角砾岩和少量断层泥组成，平均发育间距约为11m（多为层间挤压面）；b. N23°～35°E，NW∠52°～80°,宽度一般为3cm～5cm，局部为10cm～20cm，主要为碎裂岩、片状岩和少量断层泥，宽处夹透镜体，平均发育间距约为17m；节理主要发育三组：a. N10°～40°W，NE∠35°～65°；b. N15°～65°E,NW∠52°～80°；c. N15°～30°E,NW∠20°～35°（顺坡卸荷裂隙）。强风化岩体下限埋深约10m～30m，岩体卸荷深度一般为30m～46m。对溢洪道开挖边坡稳定不利的结构面较发育。

开挖边坡每20m高设一级马道，马道宽3m，开挖坡比：弱风化1:0.5，强风化1:0.8，全风化及坡积层1:1～1:1.4。岩石开挖边坡采取系统锚杆Ф25@2.5m×2.5m，L=6m、挂钢筋网Ф6.5@0.2m×0.2m、喷15cm厚混凝土支护，对存在不稳定楔形体部位视分布规模采取预应力锚杆、锚索加固，溢洪道边坡岩石较破碎并且范围较大部位用贴坡混凝土加锚索加固。土质边坡主要分布在溢洪道引渠，开挖坡度相对较缓，下部用贴坡混凝土加锚索加固，上部用浆砌石护坡。所有边坡均设排水设施。

1.1.1.2 边坡稳定分析

（1）基本资料

表5.4-45 边坡稳定计算荷载组合

表5.4-46 岩体力学参数

（2）进水口边坡稳定分析

进水口为2级建筑物，其边坡级别也为2级。

①.计算方法

计算应用软件为中国水利水电科学研究院改进的边坡稳定分析程序“EMU”，计算方法为边坡稳定极限分析能量法，并用YCW进行了边坡失稳模式分析。

计算中滑裂面由程序自动搜索，以确定最小安全系数。

②.计算工况及荷载

a.基本组合

a).施工期：材料的自重和孔隙水压力，其中孔隙水压力按孔压系数0.15确定（计算图中地下水位线较低，考虑施工期间的暴雨对边坡的影响）；

b).运行期：材料的自重和孔隙水压力，其中孔隙水压力系数取0.15。

b.特殊组合

运行+7度地震：材料自重+孔隙水压力+地震作用，其中，地震作用按拟静力法计算，计算原理见《水工建筑物抗震设计规范》（DL5073-1997）,程序中输入的水平地震系数计算如下：

а=水平向设计地震加速度代表值×地震效应折减系数

=0.1g×0.25

=0.025g

③.计算结果

表5.4-47 进水口边坡计算成果

经过计算分析，进水口边坡整体是稳定的。边坡的开挖多处于弱风化部位及弱风化卸荷带，从弱风化破坏的可能性不存在，即发生整体破坏的可能性不存在，但从岩层层面与节理面、小规模结构面的组合分析，也存在楔形体破坏的可能性，因此在开挖中，根据实际揭露的地质条件，有针对性的布置一定量的预应力锚索进行加固。

（2）厂房边坡稳定分析

厂房为2级建筑物，其边坡级别也为2级。

①.计算方法及采用的地质力学参数同进水口边坡。

②.计算工况及荷载

a.基本组合

a).施工期：材料的自重和孔隙水压力，其中孔隙水压力按孔压系数0.15确定（计算图中地下水位线较低，考虑施工期间的暴雨对边坡的影响）；

b).运行期：材料的自重和孔隙水压力，其中孔隙水压力系数取0.15。

b.特殊组合

运行+7度地震：材料自重+孔隙水压力+地震作用，其中，地震作用按拟静力法计算，计算原理见《水工建筑物抗震设计规范》（DL5073-1997）,程序中输入的水平地震系数计算如下：

а=水平向设计地震加速度代表值×地震效应折减系数

=0.1g×0.25

=0.025g

③.计算结果

表5.4-48 厂房边坡计算成果

经过计算分析，厂房边坡整体是稳定的。边坡的开挖多处于弱风化部位及弱风化卸荷带，从弱风化破坏的可能性不存在，即发生整体破坏的可能性不存在，但从岩层层面与节理面、小规模结构面的组合分析，也存在楔形体破坏的可能性，因此在开挖中，根据实际揭露的地质条件，有针对性的布置一定量的预应力锚索进行加固。

（3）溢洪道边坡稳定分析

可研阶段对影响溢洪道开挖边坡稳定的不利结构面进行了现场岩石力学试验，以便分析研究边坡稳定性，相应采取加固处理措施。

计算应用软件为中国水利水电科学研究院改进的边坡稳定分析程序“EMU”，计算方法为边坡稳定极限分析能量法，并用YCW进行了边坡失稳模式分析。

计算中滑裂面由程序自动搜索，以确定最小安全系数。

溢洪道为1级建筑物，其边坡级别也为1级。

规范规定：对于1级、2级边坡，应采取两种或两种以上常用计算分析方法，包括有限元法等进行验算，综合分析评价边坡变形与稳定安全性。根据规范，水工建筑物边坡稳定计算分析应区分不同的荷载组合或运用状况，采用平面刚体极限平衡方法中的下限解法进行计算时，抗滑稳定安全系数应不小于下述规定（1