电站进水口引渠边坡施工地质工程预报及处理措施

1、电站进水口引渠边坡施工地质工程预报及处理措施    2011-11-25 20:06:19      作者：赵红仓 张生芹 何旭   代写论文    缅甸邦朗电站进水口明渠最大高度约55m,长约200m,底宽约30m,坡角约77°,轴线方向为N40.50°EN65.50°E。岩性有花岗岩、千枚岩、花岗片麻岩三大类,但主要分布的基岩为大块状粗粒花岗岩。电站进口明渠预计表面覆盖层为23m,强风化厚约4

2、5m,埋深于全强、弱风化岩内。一方面岩石较差,节理裂隙较发育,预裂爆破效果可能较差，另一方面又属高边坡开挖。因此,开挖可能较困难,预裂爆破后壁面的平整度可能较差，局部有削坡的可能,应注意及时加强喷锚支护和边坡的稳定性监测。1.电站进水口明渠部位主要发育有三组节理裂隙：平均走向N54°W，倾向SW，倾角40°，主要为片状节理。：平均走向N77°E，倾向NW或SE，倾角80°。：平均走向N9°W，倾向NE，倾角76°。2.基础地质参数由于电站进水口明渠靠近溢洪道，而且从开挖出来的基岩结构构造及地貌来看，地质条件类似于溢洪道。因此，在进行进

3、水口明渠边坡施工工程地质预报时，可使用溢洪道的基础地质参数：岩石比重：?姿=2.6T/M3。节理内摩擦角：?准=65°；节理内聚力(粘结强度)：C=0。地震加速度：?琢=0.25g。3.进水口明渠轴线与三组主要节理的关系爆破开挖后,从工程的施工地质方面考虑，边坡稳定条件主要取决于软弱面的临界倾角和软弱面间的内摩擦角的大小，以及节理裂隙的产状跟边坡轴线、边坡的相互关系。3.1明渠轴线与三组主要节理走向夹角的关系:注:a-节理倾角;?啄-节理走向与明渠轴线的交角;ak-临界倾角（指在一定条件 下不会引起滑动的最大倾角）。稳定性判断:若ak边坡不稳定；若ak=a，边坡处于临界状态；ak&g

4、t;a，边坡稳定。如果岩层破碎,有软弱区,且岩层倾角在15°50°范围内,岩层的走向与开挖面坡面走向的夹角小于40°的情况,根据一般经验,边坡有断裂的潜在危险,绝大部分可能失稳。3.2三组节理的倾角与节理内摩擦角的关系4.稳定系数根据公式F=(防止滑坡的总力/引起滑坡的总力)计算,在挪威勘测设计报告的稳定性分析中,结论是以楔形块滑动破坏方式为主,不计地震力时,东边坡稳定系数F=3.5,西边坡F=4.4；计入地震力时（?琢=0.25g），其稳定系数东边坡F?圮=1.7,西边坡F=2.2；因此，在选择上述基础地质参数、边界条件、软弱面抗剪指标等条件下，引渠两侧边墙的稳

5、定安全系数是足够的。在不考虑地震加速度及三组主要节理的相互组合的情况下，进水口明渠三组单一结构面的岩质斜坡力学计算公式为：F=抗滑力/下滑力=（Gcosatg?准+cl）/Gsina=（tg?准/tga）+（cl/Gsina）由于c=0，则公式简化为：F= tg?准/tga其中：G-滑动体重量；a-滑动面倾角；l-滑动面长度。?准、c-滑动面上的内摩擦角与内聚力。单一结构面F计算表：注：F=1.0时,极限平衡状态；F>1.0，边坡稳定；F<1.0时，边坡不稳定。5.破坏模式及滑动方向的判断5.1破坏模式的判断A.某一地质不连续面的走向与坡面的走向交角小于25g(22.5°

6、),且倾角小于坡面倾角时,则会产生单滑面破坏模式。B.Makland试验准则:如果两条地质不连续面的交线倾角小于在该相交线方向上的坡面倾角时,则会发生楔型块滑动破坏模式,但如果两个地质不连续面中的任何一个的倾角在坡面倾角和相交线倾角之间,则会在两地质不连续面中倾角较大的一个发生平面滑动破坏模式。据此,根据三组节理面相互组合沿软弱面的滑动方向的赤平投影(见图1、图2，挪威投影方法）可作出如下破坏模式的判断：平面滑动破坏模式为：电站进水口洞脸的破坏为平面滑动破坏模式，滑裂面为C组节理面；B组节理与坡面走向（NE65.50时）交角小于25g(22.5°),节理倾角接近坡面倾角,因此,两边墙

7、还有潜在的平面滑动破坏模式,滑裂面为B组节理面。楔型块滑动破坏模式为:由A、B组节理组成的楔型滑动块破坏模式，以及由B、C 组节理成的楔型滑动块破坏模式。5.2滑动方向的判断在赤平投影中，按软弱面的产状，标出它们的倾向线及软弱面的交线。A若交线在两倾向线之间，则交线为滑动面；B.若交线在两倾向线之外,则当中一条倾向线为滑动方向；C.若交线与一根倾向线重合,则该倾向线即为滑动方向。因此，如图1、图2中所示：OOAC，OOBC，OOBC，OB都是潜在的滑动方向。6.地质条件对预裂爆破的影响岩石越完整均匀,则越有利于预裂爆破,反之,在爆破作用下,会首先沿结构面张开,扩大岩石的破坏范围。岩石的裂隙发育

8、程度和裂隙的主要方向对预裂爆破效果影响较大。走向平行于预裂缝比横穿过预裂缝的裂隙对预裂爆破的影响要小，与预裂线平面交叉成锐角的裂隙，最有可能促使壁面不平整和超挖。因此,根据地质情况，在确定预裂孔孔距时，建议应考虑岩石裂隙密度和主要裂隙的产状,对孔距进行修正。三组主要节理裂隙在平面上的走向如图3。7.不稳定边坡变形的简易观测由于电站进水口渠属于高边坡开挖，边坡高度大于50m，根据上述施工地质工程稳定性的分析，部分边坡可能有或局部有不利的结构面。再则，电站进水口作为工程的主要建筑物，并且，洞脸及明渠开挖结束后，还有其他工作要在下部施工。因此，建议在开挖期间一方面要及时适时支护跟进，另一方面要加强边

9、坡变形观测，监视已开挖边坡的稳定情况和变形破坏的发展情况，预测发展动向，作险情预报，防止事故的发生，为加强边坡稳定支护提供正确及时的施工地质资料。根据邦朗工地现有的条件，建议可采用下列几种简易观测方法小范围进行边坡变形监测：7.1设置标桩:在动体或张开裂缝部位与不动体部分各设两组或几组标桩，每两组大致成四边形。标桩可用钢钎打入地下或插锚筋布设。通过钢尺丈量水平位移，水准测量高程变化。7.2设置刻度板:在动体和不动体上,顺滑动方向布设带有刻度相互垂直、密贴的两板，定期量测高程和水平位移值。7.3设置玻璃片:横跨裂隙两侧使用水泥砂浆埋设玻璃片,观测玻璃片是否错断及错开的距离和方向。8.不稳定边坡的

10、处理8.1由于电站进水口发育三组节理,节理面普遍张开,充填泥屑和滑石、粘土,局部岩石破碎。边坡稳定如上分析受岩体结构控制,表现为不利节理组合，导致岩体失稳，因此，为保证边坡的稳定，应加强监测，及时进行加强喷锚支护。8.2电站进水口边坡高度超过50m,属高边坡开挖,并且,覆盖层较厚,全、强风化层约35m厚，因此，建议应选择适合的开挖边坡，局部可能要削坡，并注意对边坡排水,防止地表水冲刷、浸泡，降低岩石强度，导致不利节理组合的岩块倒塌失稳。8.3根据岩石和节理组合分布情况,设计合理的边坡开挖爆破，施工时，应严格采用预裂爆破，以减少对边坡围岩的过大扰动和破坏，保持边坡围岩的稳定。9.结束语本文在进水口刚施工时成稿(大约在1999年11月15日),已提请相关的部门和人员注意,在施工时应注意边坡的稳定性观测和可能的边坡失稳的位置,但没有引起相关的人员和部门的重视,直到2000年上半年发生了边坡塌方,这说明该报告施工地质预报是准确成功的。    你可能感兴趣的论文    · 浅