威遠江電站引水隧洞洞口邊坡變形機制及處理措施研究

薛偉

【摘 要】威遠江水電站進水口邊坡該坍滑體以洞口為中心收口，屬向后發(fā)展的中型平面型滑坡，該邊坡在雨水的誘發(fā)作用下，形成了塌滑體。按照該邊坡的工程地質(zhì)條件，采取了擋墻，錨索等一系列支護方案，并采取了現(xiàn)場監(jiān)控量測工作，很好的控制了邊坡變形，起到了加固作用。

【關(guān)鍵詞】引水隧洞 邊坡 機制 措施 研究

1 工程概況

威遠江水電站位于云南省思茅地區(qū)景谷縣益智鄉(xiāng)上游約8km，處于威遠江中下游，電站左岸有簡易公路至景谷，公路里程約60km。

威遠江電站以發(fā)電為主，具不完全年調(diào)節(jié)能力，屬Ⅱ等大（2）型工程。工程區(qū)地貌屬滇西縱谷山原區(qū)，永平～思茅中山峽谷亞區(qū)地貌范疇。區(qū)內(nèi)地勢北高南低，主峰高程一般在1500m～2000m，最低點為威遠江河谷。

2引水隧洞洞口邊坡工程地質(zhì)條件

2.1 引水隧洞洞口邊坡邊坡概況

電站進水口邊坡地形陡峻，節(jié)理裂隙發(fā)育并相互切割，巖體風化卸荷較嚴重。進水口段長約140m，底板開挖高程863m，進口漸變段（長10m）洞挖直徑8.5m。進水口所在的左岸山坡地形略起伏，地形坡度35°～40°，地表基本為坡積層覆蓋，自然山坡穩(wěn)定性較好。

威遠江電站引水隧洞洞口邊坡的開挖工作于2004年8月左右開始，期間洞臉邊坡及洞室均未發(fā)現(xiàn)有異常情況。洞口段（0+000m～0+010m）除簡易鋼支撐外，未進行鎖口工作，進水口開挖后，形成了高差約100m的里側(cè)開挖邊坡及高差約30m的洞臉邊坡。

2.2引水隧洞洞口邊坡工程地質(zhì)條件

引水隧洞洞口邊坡開挖接露基巖為K1m6及K1m5-2層中厚～厚層狀長石石英砂巖、粉砂巖夾泥巖，K1m5-1及 K1m5-3層的紫紅色中厚～厚層狀泥巖、粉砂質(zhì)泥巖夾砂巖。坡積層厚2m～8m，局部發(fā)育強風化，下限深約10m，弱風化下限深20m～40m。巖層產(chǎn)狀N20°～30°E，NW40°～50°，走向與山坡走向近垂直。隧洞進口前面發(fā)育兩條順層小斷層，寬10cm～20cm，由片狀巖、糜棱巖和斷層泥組成。

此外，從地質(zhì)構(gòu)造上看，發(fā)育有零星小斷層、擠壓帶。節(jié)理主要發(fā)育以下幾組：①組為層面節(jié)理，3條/m～4條/m；②組N15°～43°E，SE∠55°；③組N75°～85°W，SW∠70°～80°；④組產(chǎn)狀N80°E ，NW∠20°。這些節(jié)理除順層節(jié)理多微張、延伸較長、面較平直外，其它多微張～閉合，延伸短，面多起伏、粗糙。里側(cè)邊坡走向N70°W，屬橫向邊坡；除零星的順坡向擠壓帶外，無大的斷層等結(jié)構(gòu)面發(fā)育；開挖坡面以較完整的弱風化巖體為主；因此，邊坡總體穩(wěn)定性較好。開挖后已將絕大部分坡積層、強風化破碎巖體及表層卸荷巖體挖除除，僅坡頂及邊坡中部殘留少量坡積層，可能產(chǎn)生局部的淺表層土滑。另外，按開挖揭示的節(jié)理分析：第①和第②組節(jié)理組合，交線緩傾坡外，可能與J3組合構(gòu)成局部的鍥型塊體，不利于穩(wěn)定。從風化卸載程度上看，改邊坡卸荷裂隙較發(fā)育，張開1cm～2cm，個別達5cm，一般規(guī)模小，貫穿性差。卸荷帶多集中在淺表部發(fā)育，局部卸荷帶水平深25m。進口引渠及閘室基礎(chǔ)開挖揭示，地基基本為弱風化較完整基巖，地基承載力滿足設(shè)計要求。

3邊坡破壞現(xiàn)象及失穩(wěn)機制分析

2006月11日晨，在連日陰雨及旁側(cè)沖沙洞爆破后，該邊坡910m以下段即發(fā)現(xiàn)斷續(xù)延伸、略呈圈椅狀閉合的拉張裂縫，至14日凌晨發(fā)生突然坍滑. 該坍滑體以洞口為中心收口，略呈口袋狀，主滑線與洞軸線大致平行，后緣滑壁延至910公路路面的壩軸線部位，滑壁高差約2m～3m?；嬷饕仨樒孪?qū)用婕癴p125小斷層發(fā)生。該坍滑體最大高差約45m，最大寬度約15m，按平均坍滑厚度8～10m計，坍滑方量約1萬m3～1.3萬m3，屬向后發(fā)展的中型平面型滑坡?；潞缶壷率?10m公路最窄處僅剩2m左右。已完成的心墻混凝土墊板左端30m間歇（30cm）水平開裂，端部基礎(chǔ)架空3m，邊坡失穩(wěn)后，內(nèi)部形成一系列陡坎以及拉張裂縫，后緣壁呈圈椅狀。

2006年5月11日，在連續(xù)數(shù)日陰雨后，該邊坡910m以下段即發(fā)現(xiàn)斷續(xù)延伸、略呈圈椅狀閉合的拉張裂縫，至14日凌晨發(fā)生突然坍滑，形成滑坡體。

以洞口為界，上游側(cè)為紫灰色中厚層狀長石石英砂巖夾粉砂巖、泥巖，下游側(cè)為紫紅色厚～巨厚層狀泥巖，坍塌體以內(nèi)均為此泥巖層分布。坍塌體下伏巖層基本順坡產(chǎn)出，傾角一般55°～60°，弱～微風化。大致以890高程為界，滑坡下段基巖巖體較完整，節(jié)理不發(fā)育，實測隧洞進口段塌至樁號0+006m（頂拱），以內(nèi)巖體受坍滑體影響微弱，已噴錨圍巖表面保存較良好?；律隙位鶐r受坍塌體的破壞影響，仍有部分拉張微裂隙發(fā)育，基巖風化相對較強；節(jié)理主要有兩組（J1及J2），J1組順層節(jié)理發(fā)育，J2組次之，這些節(jié)理延伸較長，連通性較好；另在后緣滑壁下游側(cè)約2～3m（910路面上）發(fā)育一條斷層（fp125），寬20～30cm，順層發(fā)育，但向下延伸不長，至高程880m附近逐漸尖滅。這些節(jié)理及斷層組合后形成新的局部失穩(wěn)塊體，邊坡上部坍塌體存在進一步發(fā)展的可能。

該邊坡發(fā)生失穩(wěn)變形的主要原因是由于：進水口邊坡巖體為泥巖，且順層節(jié)理發(fā)育，風化較嚴重，在邊坡上部順層發(fā)育的斷層fp125作用下，以及邊坡在開挖過程中，支護措施跟進較慢，加固措施不及時，在雨水的誘發(fā)下，造成了邊坡的滑動失穩(wěn)?；嬷饕仨樒孪?qū)用婕癴p125小斷層發(fā)生。按照滑坡發(fā)生的類型，按照引起滑動的力學性質(zhì)屬于向后發(fā)展的中型牽引式滑坡。

3邊坡處治方案

在邊坡失穩(wěn)后，根據(jù)相關(guān)規(guī)范規(guī)定，以及國內(nèi)外對水電站邊坡治理的最新研究成果，綜合該邊坡的工程地質(zhì)條件，基于處理方案應不致對心墻地基產(chǎn)生影響，確定了以下處置方案：

（1）不移（折）壩軸線位置，在原基礎(chǔ)上進行處理。

（2）對壩頂公路破壞段殘留路基出露的邊坡（高度約5m）進行加固，具體措施為：清理表面松動土塊及巖石；噴混凝土C20，厚20cm；掛網(wǎng)φ6.5，@150mm×150mm；錨桿：Φ32，長9m，@1.5m×1.5m；預應力錨索：100t級，長30m，根據(jù)現(xiàn)場具體情況，按間距5m，布設(shè)一排，錨索方位角NE71°33，水平下傾10°；錨索施工應詳細記錄每根錨索的位置、長度等參數(shù)，以便壩肩恢復帷幕灌漿時鉆孔避開錨索，選擇其中一根作為監(jiān)測錨索，安裝錨索測力計，以觀測錨索荷載變化；洞口右側(cè)設(shè)置一擋墻。

4結(jié)語

引水隧洞邊坡開挖后由于連日的暴雨引起洞口邊坡失穩(wěn)，主要是由于順層節(jié)理以及fp125小斷層共同作用導致其失穩(wěn)變形，按照引起滑動的力學性質(zhì)屬于牽引式滑坡，按照邊坡的工程地質(zhì)條件，采取了擋墻、錨索、錨桿等支護措施，起到了很好的加固作用。

參考文獻：

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