四川双江口水电站典型工程边坡失稳分析

来源：核心期刊咨询网时间：2019-06-24 10:1412

摘要：摘要：为了提升水电工程边坡监测预警及应急处置能力，结合四川双江口水电站典型工程边坡发现变形直至失稳的过程分析及监测预警成果，从内因和外因分析边坡变形失稳机理，制定了有针对性的现场处置及应急治理等应急处理方案，并按原定计划保质保量完成施工，

　　摘要：为了提升水电工程边坡监测预警及应急处置能力，结合四川双江口水电站典型工程边坡发现变形直至失稳的过程分析及监测预警成果，从内因和外因分析边坡变形失稳机理，制定了有针对性的现场处置及应急治理等应急处理方案，并按原定计划保质保量完成施工，有效避免了人身伤亡、财产损失及次生灾害的发生。

　　关键词：边坡失稳;边坡监测顸警;应急处理;双江口水电站;四川

　　工程边坡的稳定性受自然环境、地质条件和人类活动影响很大，特别是我国大型水电工程基本分布在西部高山峡谷地带，自然环境更为复杂、施工环境更为恶劣。近年来，伴随着异常天气频发，边坡变形失稳事件时有发生，对工程安全、进度、投资均造成较大影响，甚至引起社会恐慌，故边坡变形失稳前的监测预警、失稳破坏后的应急处置显得尤为重要。

　　针对水电工程边坡变形失稳及应急处置，通常采取“监测、观察”等预警手段和“削坡减载、支挡加固”等工程措施，本文以四川双江口水电站典型工程边坡变形失稳及应急处理实践为案例，从施工过程监测预警、边坡变形失稳机理、现场处置、应急治理及实施效果等方面加以分析、总结，具有一定代表性。

　　1工程概况与地质条件

　　1.1工程概况

　　双江口水电站位于四川省阿坝州马尔康市与金川县交界处的大渡河上游东源足木足河和西源绰斯甲河汇合口以下约2 km处，是大渡河干流上游控制性水库。枢纽工程由拦河大坝、泄洪建筑物、引水发电系统等组成，其中泄洪建筑物包括洞式溢洪道、深孔泄洪洞、利用3号导流洞改建的竖井泄洪洞和2号导流洞改建的泄洪放空洞。

　　3号导流洞进口边坡开口高程2 473m、底板高程2 355m，最大边坡开挖高度118m、边坡开挖坡比1：0.5，土石方开挖总量约28万m3。开挖坡面浅层支护采用锚杆、挂网、喷射混凝土及排水孔等措施;深层支护采用预应力锚索，设计荷载1000kN，其中高程2 425m以上布置3排、高程2 405～2 425m之间布置2排、高程2 385～2 405m之间布置2排，共计86束。

　　1.2地质条件

　　3号导流洞进口位于大渡河左岸斜坡上，与大渡河主流流向呈24°夹角，进口边坡上、下游分别发育一条较浅冲沟，地形坡度较缓，约为28°～35°;边坡出露地层岩性主要为可尔因花岗岩杂岩体一燕山早期木足渡似斑状黑云钾长花岗岩，地质构造以次级小断层、节理裂隙为特征，岩体以次块状一镶嵌状结构为主，局部较破碎;边坡物理地质作用主要表现为岩体的风化卸荷，勘探揭示左岸岸坡岩体弱风化最大水平深度约为50m;强卸荷带内岩体松弛严重，卸荷裂隙较发育，裂隙普遍松弛张开0.5-5cm、最大达10cm以上，充填碎屑及次生泥，弱卸荷带岩体较松弛，裂隙一般张开1-5mm。根据区内地下水的赋存条件，可分为第四系松散堆积层孔隙水和基岩裂隙水两种类型。

　　2监测预警分析

　　2.1现场施工过程

　　2017年6月，正式启动3号导流洞进口便道施工。2017年9月28日，按照1：0.5的坡比，自上而下启动边坡开口线支护施工。2018年4月29日，完成高程2 425m以上边坡开挖及浅层支护后，按照设计要求启动高程2 439，2 439，2 447m 3排锚索施工。2018年9月20日，3号导流洞进口边坡高程2425m以上边坡系统支护全部完成。3号导流洞进口边坡原始地形地貌见图1，截至2018年9月20日的施工形象面貌见图2。

　　2.2安全监测布置

　　按照3号导流洞进口边坡安全监测布置要求，根据开挖支护施工进度安排，由内观监测实施单位进行锚杆应力计、多点位移计及锚索测力计的安装埋设，其中1套锚杆应力计和1套多点位移计均布置在高程2 431m(边坡下游侧)，2套锚索测力计分别布置在高程2 439m(边坡中部)和高程2 431m(边坡下游侧)处，并按照監测工作要求开展内观监测工作。

　　2018年9月27日晚，持续开展的内观监测表明，3号导流洞进口边坡内观监测数据出现异常，经现场排查发现，已开挖支护边坡开口线后缘覆盖层边坡发现明显拉裂缝，在穿过3号导流洞进口边坡的场内交通25-2号公路距离出洞口约20m处，发现垂直洞轴线的贯穿裂缝。建设管理单位立即组织参建单位召开专题会布置现场安全管理工作，暂停3号导流洞进口边坡施工，撤离现场人员及设备，采取交通管制措施，严禁人员及设备进入，并持续加密内观监测、增加外观监测。

　　2.3监测成果分析

　　2018年9月27日至10月4日，在建设管理单位的主导下，内观监测承担单位持续加密内观监测，并通报每日最新安全监测成果，锚杆应力计、多点位移计、锚索测力计的内观监测数据变化情况见图3-5。

　　从图3可知，2018年9月27日前、后锚杆应力计实测应力分别为242.24，432.81MPa，边坡变形导致锚杆应力明显增长，2018年10月2日失效前锚杆应力为445.70MPa。

　　从图4可知，2018年9月27日下午，多点位移计孑L口、距孔口3m、距孔口10m处位移分别为11.40，9.41mm和4.00mm;9月27日晚，该部位孔口、距孔口3m、距孔口10m处位移分别为49.40，34.96mm和4.00mm;2018年10月3日失效前该部位孔口、距孔口3m处位移分别为111.84mm和75.18mm。

　　从图5可知，3号导流洞进口边坡发生较大变形后，锚索测力计荷载分别增加279.89kN和197.58kN。2018年10月3日失效前锚索荷载为1624.20kN，次日上午锚索荷载为1437.91kN，超过设计荷载约50%。

　　为掌握边坡表面变形发展情况，在已开挖边坡及后缘覆盖层边坡布置5个外观监测点，2018年9月28日至10月4日，外观监测变形测点向临空面方向变形测值在1.7-76.3mm之间，上下游方向变形测值在-112.0--11.2 mm之间，水平合位移在-11.3-135.5mm之间，沉降测值在6.0-113.8mm之间，表面变形不稳定。

　　推荐阅读：《水利水电工程设计》杂志是经国家科委批准，由水利部天津水利水电勘测设计研究院和天津市水力发电工程学会共同主办，向国内外公开发行的技术性刊物。

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