进水口边坡稳定性

关键词： 进水口 水电工程 稳定性 边坡

进水口边坡稳定性（精选三篇）

进水口边坡稳定性 篇1

1 分析和控制水电站进水口边坡稳定性的步骤与方法

分析水电站进水口边坡的稳定性, 通常按照以下三个步骤来进行: (1) 分析边坡岩体的工程地质。通过深入研究进水口区岩体的岩相、岩性组合、原生结构等地质建造特征, 追索岩体的构造改造历史、构造改造形迹及其成因、地应力场演化等, 是岩体稳定性研究的重要基础。 (2) 对边坡稳定性进行分析与评价。控制边坡岩体稳定性和变形失稳破坏机理的主要因素有:岩体结构特征、岩体应力、地下水条件、岩体、地形地貌特征和边坡几何形状、动荷载 (如地震和爆破效应) 、气温等。 (3) 对边坡稳定性的控制。主要包括工程边坡的坡面控制、工程边坡的锚固控制和工程边坡的爆破控制等方面的内容。

2 具体工程实际中边坡稳定性的分析与相关防治措施

某水电站左岸进水水口边坡, 分为自然边坡和左岸边坡可主要分为自然边坡和工程开挖边坡两大区。自然边坡区为前期推测的倾倒蠕变岩体B区的大部分, 工程开挖边坡区主要是坝址区区域, 按工程特性可分为382m高程以上进水口上部开挖边坡;295m~382m高程之间的进水口边坡以及295m高程以下的导流洞进口边坡。左岸导流洞全长974.52m, 由进口明渠、洞身段和出口明渠组成。洞身段穿过主要地层为板纳组T2b5~T2b34, 岩性为层凝灰岩、砂岩泥板岩、泥板岩、泥板岩砂岩互层。洞身段大部分均为Ⅱ、Ⅲ类围岩, 但进出口段主要覆弱风化岩体单薄, 有F4、F9断层切割, 属Ⅳ、Ⅴ类围岩, 成洞条件较差。

2.1 岩体工程地质的分析

工程所在区域地质概况如下:倾倒蠕变岩体边坡, 自然地形坡角28°~37°, 局部45°, 岸坡最大相对高度420m, 蠕变岩体顺河展布长约7 5 0 m, 分布高程约2 3 0 m~640m, 铅直发育深度30m~76m, 边坡岩体主要为砂岩、泥板岩互层构成。正常岩层产状345°~355°/NE<60°, 走向与河流方向近于平行。边坡岩体主要为砂岩、泥板岩互层构成。岩体软硬相间, 层间错动发育, 存在顺坡向的断裂结构面, 层状岩体的完整性较差。进水口布置区位于蠕变体下游, 紧邻蠕变体A1区下部, 山形整齐。出露地层为板纳组T2b层, 除T18层以泥板岩为主外, 其余皆以砂岩为主, 或砂岩与泥板岩互层岩组。

2.2 边坡稳定性进行分析与评价

分为以下几个部分: (1) 岩体结构分析。本水电站左岸高边坡为典型的陡倾角、反倾向层状结构岩质高边坡, 边坡开挖后, 形成大于420m的组合边坡。导流洞进口段主要断层有F4、F44、F94等。除F4断层外, 其余主要断层破碎带宽度一般都小于0.5m, 它们相互组合或与坝区随机节理组合, 将在洞周壁形成一些稳定性差或较差的岩块体, 隧洞开挖过程中, 一旦洞顶不稳定块体产生大方量塌滑, 将直接影响导流洞进水口边坡的稳定。 (2) 岩体应力分析。经实测, 该水电站进水口高边坡岩体残留有构造应力。为分析地应力场对边坡稳定影响程度, 进行了自重应力场与构造应力场的比较计算。 (3) 地形地貌分析。左岸导流进水口边坡受地形条件的限制, 形成101m高边坡, 且紧靠已发生倾倒蠕变体区布置。导流洞进水口边坡开挖后, 与上部地下厂房进水口边坡形成长约500m, 最大组合坡高达420m、坡面面积达27万m2、轮廓复杂、岩体构造应力突变的反倾向层状结构岩质高立坡。 (4) 爆破效应分析。该水电站左岸导流洞进水口边坡地质条件复杂, 断层、节理裂隙发育, 边坡面高, 受爆破振动影响较大。特别是导流隧洞进口段的洞室开挖, 受进水口边坡爆破施工和洞室爆破施工的双重影响。

2.3 提高进水口边坡稳定性的防治措施

(1) 边坡设计。进水口高边坡梯段坡高一般为20m和15m, 马道宽度一般为5m, 高程382m马道宽度为12m~50m、高程480m马道宽度为20m。开挖坡比为:微风化~新鲜岩体1∶0~1∶0.25;弱风化岩体1∶0.5;强风化岩体1:1;全风化岩体和蠕变岩体松动带为1∶1.25~1∶1.5。左岸导流洞进水口底板高程215.00m, 进水口边坡坡顶高程301.00m~311.00m, 设计开挖边坡最大高度101m (与大坝边坡组合高达420m) , 洞脸边坡最大高度8 5 m, 设计开挖坡比1∶1~1∶1.25。 (2) 边坡支护设计。左岸进水口高边坡采用系统锚杆、挂网喷混凝土和预应力锚索等联合支护方式。382.25m以上坡面主要支护参数为:挂网 (φ4钢丝网) 、喷混凝土C20 (厚15cm) , 系统砂浆锚杆为Φ25 (5m~8m) 、Φ32 (10m~12m) , 间排距2.0 m×2.0 m, 边坡各布置2排1000k N~2000k N级预应力锚索, 锚索长度为25m~50m。高程301m~382.25m。地下厂房进水口高边坡主要支护参数为:挂网 (φ4钢丝网) 、喷混凝土C20 (厚15cm) , 系统砂浆锚杆为Φ36 (15m) 、Φ40高强锚杆 (12m) , 间排距2.0m×2.0m, 边坡各布置5排2000k N~3000k N级预应力锚索, 锚索长度为40m~60m。高程245m~260m及260m~275m边坡各布置2排2000k N级预应力锚索, 锚索长度为35m、38m相间布置, 高程275m~290m及290m~301m边坡各布置2排1000k N级预应力锚索, 锚索长度为45m、48m相间布置, 锚索间距均为5.0m。 (3) 排水设计。从530m~295m, 排水洞共布置八层 (530m、480m、460m、425m、382m、345m、3 0 3 m、295m) , 总长度约4500m, 城门洞型, , 断面尺寸2.5m×3.0m。左岸进水口边坡排水孔布置在单级坡坡面和边坡排水洞内, 每级单级坡坡脚布置一排孔径φ91mm、间距3m、孔深15m的排水孔, 坡面按孔排距3m×3m梅花型交错布置孔径φ76mm、孔深3m的系统排水孔, 坡面排水孔仰角均为10°, 边坡排水洞侧墙布置两排孔径φ76mm、孔深5m~10m、孔距5m、仰角15°的排水孔。

3 结语

本文只是对其稳定性和具体防治措施作了相应的说明和方案设计, 对施工过程中具体施工技巧及施工期的安全检测, 未作详细说明。但是后者也是影响水电站进水口边坡稳定性的因素, 在实际工程应用中不能忽略。

摘要：水电工程中边坡高度越来越高, 由于工程地质、施工爆破等因素造成稳定性降低的情况越来越常见, 是影响工程的建设质量和人民的生命财产安全的隐患。本文从分析与控制水电站进水口边坡稳定性的步骤与方法入手, 以具体工程应用论述了进水口边坡稳定性的分析过程与提高稳定性的防治措施。

关键词：水电站,进水口边坡稳定性,防治措施

参考文献

[1]黄润秋.高边坡稳定性的系统工程地质研究[M].成都科技大学出版社, 1991.

边坡稳定性评价方法综述 篇2

边坡稳定性评价方法综述

通过收集国内外文献,介绍了边坡稳定性评价的`定性评价方法和定量评价方法中的各种方法及其特点,为工程人员选用边坡稳定评价方法提出了建议.

作 者：杨俊凯 作者单位：铁道第四勘察设计院集团有限公司,430063刊 名：中国科技信息英文刊名：CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION年，卷(期)：“”(16)分类号：U4关键词：边坡稳定 定性评价方法 定量评价方法

锦屏二级水电站进水口边坡开挖施工 篇3

关键词：锦屏二级水电站,进水口,边坡,开挖施工

1 工程概况

锦屏二级电站进水口位于雅砻江大河弯西端景峰临时桥下游550~730 m的右侧凹岸,为独立岸式进水口。进水口边坡基本以4#进水口(进水口编号自下游往上游排序)轴线为界分成上下游侧边坡,主要开挖工程量集中在进水口下游侧。开挖顶部高程为1 762 m,底部高程为1 616 m,高差约150 m。高程1 644 m以下边坡为垂直边坡;1 644 m以上边坡坡比为0.2和0.25;高程1 644 m以上根据岩体条件采用设计相应的坡比开挖。

2 施工特点、难点及对策

2.1 施工特点及难点

1)进水口边坡上部存在大面积的高危岩体及变形体,须在边坡开挖前进行处理,施工通道布置困难且对进水口开挖影响较大。

2)现场地势陡峭,覆盖层薄,施工道路布置非常困难。

3)开挖边坡高,最大开挖高度146 m,且边坡较陡,存在较大的安全隐患,如何防止开挖料下江,是本工程的一个难点。

2.2 对策

1)布置危岩体处理施工支洞专门进行危岩体处理施工,利用人行便道作施工辅助通道,上部危岩体处理完毕且拦石坎及防护系统形成后再进行下部进水口边坡开挖。

2)进水口上部无法直接修筑施工便道至工作面出渣,修筑简易机械便道至坡顶开挖部位,在下部适当位置设置集渣平台及拦渣埂,上部开挖渣料采用反铲掀至集渣平台,再进行转渣。

3)支护紧跟开挖进行,在安全距离内对已开挖部位及时进行支护施工,投入足够的支护设备,尽量减少支护所占直线工期;加强现场开挖与支护的协调管理,根据施工进度及时调整开挖和支护强度。

4)石方开挖采取合理的爆破方向,避免爆破方向直接面向河流,并严格控制爆破块度,需要掀渣的渣料,如果出现大块石,则将大块石解小后在掀至集渣平台。

3 开挖顺序

3.1 进水口边坡1 640 m高程以上的开挖施工

在完成开挖线以上的危岩处理、安全防护及截排水沟后,对电站进水口坡顶系统支护也需要超前完成,之后进行电站进水口边坡开挖。

边坡开挖施工前,在1 659 m高程修筑集渣平台和靠江侧的一道拦渣坎,以防止边坡开挖过程中石块滚入江中。

电站进水口1 659.0 m高程以上没有可以利用的施工道路,自然坡度陡峭,所以电站进水口开挖主要难度集中在1 659.0 m高程以上。从上游拦污栅平台交通洞出口接线修筑施工便道爬升至1 680 m高程,然后修临时履带式机械便道至边坡顶附近1 740 m高程及系统支护区域。

主要开挖工作量集中在进水口边坡的下游侧,为尽快获得较大的施工作业面和施工场地,开挖从上游侧向下游侧进行。

首先人工配合机械将系统支护区域内覆盖层全部清理。系统支护面积大,为加快施工进度,总体按“平面多工序、立体多层次”组织施工,平面上分段组织多工序平行作业。

每一梯段按由外向内开挖,每次爆破均对临空面进行整形,以减小梯段爆破底盘抵抗线,减少爆破震动后冲,影响边坡稳定;立面上按马道或爆破梯段自下而上形成覆盖层剥离、梯段整形、梯段钻爆及出渣等多层次的流水作业,保证边坡开挖协调进行。

开挖线附近采用手风钻钻孔爆破,人工撬挖溜渣至集渣平台,待开挖工作面形成6~8 m的平台后从上至下分层梯段开挖,梯段高度不大于10 m,边坡预裂,预裂深度按分级马道高度,马道及建基面预留2.0~2.5 m厚保护层水平光爆挖除。为尽可能减少爆破时的飞石下江,梯段爆破的方向尽量与水流向平行。

爆破石渣采用TY320型推土机及1.6 m3反铲推渣至1 659 m集渣平台,集渣平台采用2.0 m3反铲装15~20 t自卸汽车,通过上游拦污栅平台交通洞和进水口施工支洞出渣。

3.2 进水口边坡1 640 m高程以下的开挖施工

进水口边坡高程1 640.0 m以下开挖在围堰保护下干地施工,施工通道为进水口施工支洞和4条引水隧洞,可开展多工作面施工,提高施工强度,保证施工进度。

4 施工方案

边坡覆盖层的清理和土方开挖前,首先进行测量放样,标识出开挖范围(系统支护界限)和位置,然后用人工清理开挖区域内的树木和有碍杂物,清理范围延伸至开挖线外侧3 m的距离,并将开挖边线3 m以内的树根清除。同时,将开挖区域上部孤石、险石排除,较大块石用小炮清除。开挖区域清理完毕后,即开始按设计要求施工边坡上部地面排水系统,地面排水系统施工始终超前开挖工作面1~2个台阶,在梯段开挖之前完成。

覆盖层开挖采用1.6 m3反铲削坡,人工配合修整边坡。按照测量放样开口线沿马道方向形成边坡开口,然后自上而下分层开挖。同一层面开挖施工,按照“先土方开挖,后石方开挖,再边坡支护”的顺序进行,使开挖面同步下降。

边坡开挖的主要工程量是石方开挖,方量约为580 000 m3,采取自上而下分层开挖,深孔梯段微差松动爆破,梯段高度8~10 m;坡面采取预裂爆破,每级马道可一次预裂到设计高程。边坡马道及底板建基面预留2.0~2.5 m厚保护层,采用手风钻或改进型支架式潜孔钻机水平光爆(预裂)挖除。

4.1 深孔梯段爆破施工

进水口边坡石方钻爆从上至下进行施工,必要时采用手风钻浅孔钻爆施工,为后续钻孔提供作业平台,然后进行梯段爆破的施工。手风钻浅孔钻爆施工是对后续较大方量钻爆提供作业条件,在原始岩石地面进行短进尺的钻爆,爆渣采用0.8~1.0 m3反铲对渣料进行清理。清理完成后,快速钻与CM351钻机作业平台形成,采用CM351潜孔钻机和KQJ-100B快速钻进行梯段钻孔,爆破施工。梯段爆破梯段高度10~11.5 m,基坑开挖梯段高度7~10 m。

4.2 预裂爆破施工

为使开挖面符合施工图纸所示的设计轮廓线,保证坡面基岩的完整性和开挖面的平整度,在边坡开挖施工中采用预裂爆破技术。边坡预裂施工时,考虑快速钻机具钻孔的特点,预裂钻孔深度一般不超过15 m,超过15 m的钻孔会有较大的漂孔,导致坡面产生较大的超欠挖。进水口边坡由于台阶高度和坡比不同。需要根据实际台阶高度与坡比进行调整。为保证快速钻在第二层的钻孔中顺利施工,需要预留50 cm钻孔平台。1 644 m以上无基础浇筑要求的边坡,预留50 cm钻孔平台时,钻孔平台布置在边坡中部,即平台外侧欠挖25 cm,内侧超挖25 cm。1 644 m以下为基坑开挖部位,预留30 cm钻孔平台时,布置在边坡内侧,即外侧不欠挖,内侧超挖30 cm。

4.3 水平保护层开挖

进水口边坡马道采取预留厚2.0~2.5 m岩石保护层,进行水平光面爆破。保护层的上部采用手持式风钻进行垂直钻爆,其孔底与水平的光爆孔保护0.5 m厚的安全距离,该垂直钻爆与水平光爆一次爆破完成。

4.4 沟槽爆破

1)沟槽爆破应采用小直径炮孔进行分层爆破开挖,并遵循先中间后两边的“V”型起爆方式,形成梯段爆破临空面,再向两侧扩挖。周边爆破必须采用预裂爆破。

2)对于宽度小于4.0 m的沟槽,炮孔直径应小于50 mm,炮孔深度不大于1.5 m。沟槽两侧的预裂爆破不得同时起爆,如果要求两侧的预裂爆破同时起爆,那么其中一侧的预裂爆破应至少滞后100 Ms。

3)沟槽开挖爆破应首先沿槽壁进行预裂爆破,然后采用中、小直径药卷和延期雷管进行分层爆破。具体要求为:对于宽度在4.0 m以内的沟槽,只能采用手风钻钻孔爆破,每层开挖深度不得大于1.5 m,最大一段起爆药量不得大于50 kg;对于宽度大于4.0 m的则尽量采用梯段爆破。

5 爆破参数

5.1 梯段爆破参数

梯段爆破钻孔采用CM351钻孔,7 m尾线非电雷管联网,电雷管起爆,炸药采用70乳化炸药。梯段爆破主爆孔,采用人工装药,岩石爆破单位耗药量0.35~0.45 kg/m3,梯段爆破采用微差爆破网络,1~19段非电毫秒雷管连网,电雷管起爆。最大起爆药量根据爆破震动监测数据及时进行调整控制,控制梯段爆破最大一段起爆药量。

5.2 预裂爆破参数

预裂钻孔高度与梯段高度一致。预裂钻孔采用KQJ-100B支架式快速钻,钻孔孔径90 mm,预裂孔采用32乳化炸药间隔不耦合装药结构形式。预裂孔线密度250~320 g/m。

5.3 槽挖爆破参数

槽挖一般为沟槽的钻爆开挖,进水口边坡开挖时,槽挖爆破有齿槽和排水沟的钻爆开挖。槽挖爆破钻孔采用YT-28手风钻钻孔施工,光面爆破,每次爆破控制在2~3排孔,当临空面形成,采用。开挖高度超过5 m时,采用CM351钻孔;开挖高度低于5 m时,采用YT-28手风钻钻孔。槽挖爆破单耗0.40~0.45 kg/m3,齿槽与排水沟均采用手风钻钻孔,32乳化炸药装药,非电网络起爆。

5.4 保护层爆破参数

进水口马道宽度为5 m,采用一次性光面爆破,进水口底板水平光面爆破孔,循环进尺采用3 m。底板保护层采用YT-28手风钻进行钻孔,保护层厚度控制暂时控制在2.5m以内。马道保护层钻孔采用CM351或YT-28,保护层厚度控制暂时控制在2.5 m以内。保护层采用光面爆破,爆破孔单耗为0.30~0.40 kg/m3,光爆孔线密度为120~350 g/m。

6 结语