大連泰山熱電廠新建工程巖質邊坡穩(wěn)定性工程地質評價

侯連成，徐春宇，包 俊

(遼寧電力勘測設計院，沈陽 110005)

大連泰山熱電廠新建工程巖質邊坡穩(wěn)定性工程地質評價

侯連成，徐春宇，包 俊

(遼寧電力勘測設計院，沈陽 110005)

大連泰山熱電廠新建工程巖質邊坡主要受兩組優(yōu)勢結構面控制，其結構破壞方式主要為單滑面破壞與楔狀破壞，根據現(xiàn)場結構面調查的結果采用概率優(yōu)勢組劃分與結構面組合分析即赤平投影法評價了邊坡的穩(wěn)定性。

巖質邊坡，結構面，穩(wěn)定性分析。

1 工程概況

大連泰山熱電廠新建工程建設規(guī)模為安裝2臺國產440t/h超高壓循環(huán)硫化床鍋爐，配2臺135MW超高壓雙抽供熱機組，電廠的規(guī)劃容量按4臺國產440t/h超高壓循環(huán)硫化床鍋爐考慮。

廠區(qū)北部排洪管線地段形成近15m高的巖質邊坡，有三處在施工放炮過程中出現(xiàn)小規(guī)模山體滑坡，廠區(qū)西南部擴建場地將形成20余米高的巖質邊坡，廠區(qū)東南部將形成10余米的土巖質混合邊坡。本次研究的目的主要任務是給出邊坡沿線的穩(wěn)定性評價；提出對沿線邊坡坡形和坡角的建議和治理建議。

2 主要工程地質特征

工程邊坡屬低山地貌，場區(qū)主要東、西兩個巖質邊坡構成。邊坡概貌及全景詳見圖1。

邊坡主要出露和鉆孔揭露的基巖為震旦系橋頭組，巖性以灰白色中—厚層石英巖夾薄層石英巖、板巖、灰質板巖、千枚巖及千枚巖、板巖夾薄層石英巖為主。場區(qū)附近處于地質構造相對穩(wěn)定的地段。

圖1 大連泰山熱電廠北側人工邊坡概貌

根據《建筑邊坡工程技術規(guī)范》G B 50330－2002，將場區(qū)的北側邊坡確定為安全等級為二級的人工巖質邊坡。

根據現(xiàn)場工程地質調查可以得出西段邊坡的滑塌地質現(xiàn)象主要受傾向坡外、中陡傾角軟弱結構面控制的結論。東段邊坡的結構面與坡面構成的不穩(wěn)定體見圖2。

3 邊坡巖體穩(wěn)定性分析

3.1 結構面優(yōu)勢分組

以東段邊坡巖體(圖2)的結構體穩(wěn)定性分析為例，在現(xiàn)場共測得節(jié)理裂隙59條，采用隨機結構面優(yōu)勢分組的概率統(tǒng)計方法，可以獲得表1所示的結果。

圖2 邊坡巖體結構特征

表1 東段邊坡結構面優(yōu)勢分組結果

由表1的述四個優(yōu)勢分組可知對邊坡穩(wěn)定性起控制作用的只有第2、4組，第4組主要是與層面平行的面，其單獨就可以起到控制作用，而第2組與第4組組合的結果可以產生楔狀的結構破壞。因此，在東段邊坡進行巖體穩(wěn)定性分析時，要將第2、4兩組結構面作為主要的邊界條件來分析評價。各分組的產狀特征可用施密特下半球投影圖表示，見圖3。

3.2 邊坡穩(wěn)定性評價

采用結構面組合分析法可以得到如表2所示的結果。由表2可以得出21個結構面中僅有2個不能構成單面滑移破壞，其余的均能構成單面滑移，其安全坡角的變化范圍為38°～75°，主要變化區(qū)間是55°或稍大些，與現(xiàn)場觀察一致。

下面用第4組的結構面平均產狀投影到赤平極射投影圖上，第4組結構面的平均產狀是傾向182.8°，傾角53.8°。將第2組與第4組結構面都投影到赤平極射投影圖上，見圖4，并用程序進行分析得出東段人工邊坡產生雙滑面滑移的可能，其能組合成有效的楔形體約407個，結構面組合交線的傾角大于50°有231個，占所有可能楔形體的56.8%，傾角大于45°的楔形體有324個，占所有可能楔形體的79.6%，傾角小于45°的楔形體僅占可能楔形體的20%左右。以上分析的結果與實際觀察到的情況是相符的。

表2 東段人工邊坡第4組結構面可能單滑面滑移的判斷

此外，根據傳統(tǒng)的方法將兩組結構面平均產狀投影得到平均結構面(圖5)，平均結構面交線的產狀為傾向171.36°，傾角52.45°，安全坡度角為52.45°。可以得出其分析的結果與現(xiàn)場調查的結果是吻合的。采用相同的方法對西段邊坡也進行了分析評價，其過程這里不再贅述。通過以上分析可以得到如下的結論。

圖4 所有結構面的投影圖

圖5 第4、第2組結構面平均產狀投影

4 結論

根據以上對東段邊坡的研究可以得出如下認識，由層面構成的單面滑移的傾角一般在55°以上為主，而其平均傾角則是53°；由雙結構面構成的楔形體滑移的其組合交線的傾角一般大于50°；若取兩組結構面的平均產狀則結構面組合交線的傾角為52°，略大于已經滑落的兩楔形的組合交線傾角50°。

根據分析，西側邊坡主要受單滑面和雙滑面的結構體控制，而這兩種結構體的破壞角度都在50°以上，因此，要使繼續(xù)開挖的邊坡保持穩(wěn)定的最好辦法是后仰放坡法，即把開挖的邊坡角放到50°以下，就可以基本上保證邊坡不再發(fā)生類似的結構體滑塌現(xiàn)象。西段邊坡后仰放坡的角度宜采取45°，即巖質邊坡坡率允許值為1∶1。東段邊坡后仰放坡的角度宜采取42°，即巖質邊坡坡率允許值為1∶1.11。

[1] 陳劍平，石丙飛，闕金聲等，廣州林語山莊邊坡巖體結構與地質條件評價，研究報告，2005年2月

[2] 陳劍平，王清，闕金聲等，天津薊縣小漁山礦山復墾巖質邊坡工程地質穩(wěn)定性評價研究，研究報告，2006年5月

[3] 重慶市建設委員會，建筑邊坡工程技術規(guī)范，中華人民共和國國家標準，GB 50330-2002，中國建筑工業(yè)出版社，北京，2002

[4] 中華人民共和國水利部，工程巖體分級標準，中華人民共和國國家標準，GB 50218-94，中國計劃出版社，北京，1995

[5] 水利水電科學研究所等合編，水利電力出版社，巖石力學參數(shù)手冊，1991年5月

[6] 陳劍平、肖樹芳，王清，隨機不連續(xù)面三維網絡計算機模擬原理，東北師范大學出版社，長春，1995年

[7] 孫玉科、古迅，赤平極射投影在巖體工程地質力學中的應用，科學出版社，北京，1980年7月

[8] 陳劍平、石丙飛、王清，工程巖體隨機結構面優(yōu)勢方向的表示法初探，巖石力學與工程學報，2005年

[9] 陳劍平、盧波、王良奎、李曉春，復雜不穩(wěn)定塊體的自動搜索及其失穩(wěn)方式的判斷－基于隨機不連續(xù)面三維網絡模型，巖石力學與工程學報，2003,22(7):1126-1131

[10] 陳劍平、尚曉春、盧波、王良奎、李曉春，巖體隨機不連續(xù)面優(yōu)勢組數(shù)劃分，成都理工學院學報，2001年第28卷增刊，P86-92

Engineering Geologic Estimating of Cliff Boundary Stability of New Engineering of Thermo Electric Power Plant in Dalian Taishan

HOU Lian-cheng, XU Chun-yu, BAO Jun
(Liaoning Electric Power Survey and Design Institute, Shenyang 110005, China)

The stability of the rock mass slope of Taishan thermoelectricity power station of Dalian is controlled by two clusters predominance discontinuities, the rock structural failure manners are mainly wedged and plan. According to the discontinuities investigation in situ, using probability predominance clusters demarcation method to demarcate the four clusters of discontinuities, and using discontinuities combination method and stereo-projector method to evaluate the stability of the rock mass slope.

rock mass, discontinuities, stability analysis.

P642

B

1671-9913(2010)01-0012-04

2009-11-13

侯連成(1957-)，男，遼寧人，高級工程師，副總工程師，長期從事巖土工程勘察技術工作。