黃登水電站進水口邊坡開挖變形響應及其評價預測研究.pdf

1、擬建黃登水電站壩址位于云南省蘭坪縣營盤鎮(zhèn)境內，水庫正常蓄水位1619m，裝機容量1900MW。大壩初擬為碾壓混凝土重力壩，最大壩高202m。壩址區(qū)進水口邊坡開挖規(guī)模大，最大開挖高度約305m，水平開挖深度40～80m，同時受陡傾坡外結構面控制，不同部位地形地質條件及邊坡地質結構各異，潛在的變形失穩(wěn)模式復雜多樣，邊坡開挖后可能將面臨諸多工程地質問題。基于此，本文以瀾滄江黃登水電工程壩址區(qū)進水口高邊坡為研究對象，采用地質分析判斷法、極限平衡

2、法、有限差分法（FLAC）和基于塊體理論的評價方法等，深入系統得研究了進水口邊坡開挖后總體和局部的變形響應情況并對其穩(wěn)定性進行了評價預測。同時針對不同部位的變形特征的差異提出了相應的支護處理建議。通過全面系統的研究分析和判斷，本文主要取得以下研究成果和基本認識：
　　 （1）通過現場調查和室內資料統計整理和分析，初步研究了壩址區(qū)進水口高邊坡的巖體結構特征，其中包括不同結構面的工程地質特征、性質，特別是中陡傾角結構面的工程地質性狀

3、及其對邊坡變形的控制意義，建立了邊坡的巖體結構模型。通過查明控制邊坡穩(wěn)定性的結構面幾何特征和工程地質性狀，進而快速對邊坡巖體質量進行定性分級。
　　 （2）采用PHASE軟件對研究區(qū)高邊坡河谷現今應力場特征進行數值分析，準確地認識巖石高邊坡現今所處的力學環(huán)境特征。依據黃登水電站樞紐區(qū)勘查階段工程邊坡處的變形破裂特征及區(qū)內自然邊坡所具有的變形破裂現象，結合該邊坡巖體結構特征，初步分析進水口工程邊坡的主要變形失穩(wěn)模式可分為兩個大類四

4、個亞類。工程開挖邊坡巖體多發(fā)生平面和局部塊體楔形滑動破壞。
　　 （3）運用FLAC有限差分法對工程邊坡開挖的總體應力-形變場進行模擬計算，進而分析進水口邊坡在開挖前、后的應力形變響應狀況。結果表明：工程邊坡開挖后，邊坡向臨空方向發(fā)生卸荷回彈，在開挖邊坡的淺表部位，出現局部拉應力集中區(qū)，拉應力大小為0.5～2.00Mpa；并且邊坡開挖后的位移最大為7.70cm，最大出現在開挖邊坡的表面以及夾層部位，可能發(fā)生變形破壞，應加強支護措

5、施。
　　 （4）采用SLIDE二維邊坡穩(wěn)定性分析軟件，分析預測邊坡開挖后其潛在滑動破壞的可能性。對其潛在的滑動破壞進行進一步的分析和預測，得出開挖后的工程邊坡在天然工況下其穩(wěn)定性較好，潛在滑面穩(wěn)定性系數都大于1.4。在暴雨、地震工況下大于1.2，潛在滑體的穩(wěn)定性較好，邊坡整體趨于穩(wěn)定。
　　 （5）采用基于塊體理論的SASW程序，對工程邊坡的局部楔形塊體的穩(wěn)定性進行計算，分析了一系列半確定性塊體以及隨機塊體的形狀、大小

6、以及在各種工況下的穩(wěn)定性，結果表明：塊體穩(wěn)定性較好，爆破和降雨對塊體的穩(wěn)定性影響較大，誘發(fā)塊體失穩(wěn)的可能性較大，在施工中應及時采取錨桿加固措施。
　　 采用FLAC有限差分法研究邊坡總體的應力及大變形問題，找出其變形最大的部位，同時結合SLIDE二維穩(wěn)定性分析軟件和塊體理論的SASW程序對其潛在的滑動破壞和塊體失穩(wěn)進行進一步的分析和預測，得出可靠的穩(wěn)定性指標。以便在施工中及時采取有效的支護措施進行邊坡加固，防止巖體變形的繼續(xù)發(fā)展