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瓦屋山引水洞进口高边坡稳定性分析及治理措施研究

张小将  
【摘要】: 随着西部大开发的步伐不断加快,越来越多的特大型水电站进入建设阶段,水电站建设期和运营期的岩质边坡稳定性问题应受到我们极大的重视。 目前边坡稳定性评价的方法就理论而言可概括为两大类,即定性评价(包括成因历史分析法、工程地质类比法等)和定量评价(包括极限平衡计算法、有限元法等),各种方法的原理不同,做出的分析结果表示方式不一,各有其优缺点。 本文以瓦屋山水电站工程左岸进水口高边坡稳定性问题为研究目标,按照“现场调研-室内试验-确定计算方案-稳定性计算”的思路,研究了进水口边坡蓄水前后各种工况下的稳定性,并提出了加固边坡的措施和办法。 首先,详细研究和分析了本工程的区域环境及地质背景;其次,考虑边坡开挖、暴雨、水库水位等因素,针对具体的边坡形态和节理分布特征,研究各影响因素对进水口边坡的局部稳定性的影响,对边坡稳定性的影响因素进行了敏感性分析;再次,选取水库在自然状态、暴雨状态、地震状态下的16种工况,利用极限平衡法中的沙尔玛法和陈祖煜能量法计算各工况下瓦屋山水电站工程进水口边坡在水库未蓄水、水位静止、枯水期水位下降和汛期水位骤降情况下的稳定性。最后通过上述对进水口边坡稳定性的分析评价,提出了改善边坡稳定性的加固方法。 研究表明:瓦屋山水电站左岸引水隧洞进水口边坡在各种工况、各种可能的不利荷载组合下都能保持其整体稳定性。但是,由于受两组优势节理面的切割,在施工和运行期间,可能会出现局部的块体失稳。水库蓄水后边坡的稳定性将会有不同程度的降低;在库水位骤降时,边坡的稳定性状况明显降低,而随着时间的推移,这种变化更为显著;由于水库水位降落时,速度逐渐增大,而地下水位又滞后于库水位的降落速度,所以在每个枯水期的末期,当水库水位降至最低时,水库水位的降落速度达到了最大值,相对应边坡的稳定性状况最差。 结合瓦屋山引水洞进口高边坡的实际情况,选择了加固方案,即在所有永久性坡面(含开口线与周边截水沟间的坡面)上均采取喷素砼或挂网喷砼保护,坡面设置浅置排水孔,并根据具体地质条件布设锚杆;在开挖损伤区全面加固,加固主要措施为锚杆(非预应力)和锚索。


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