朱隈水库导流洞进水口边坡稳定性研究

2017-02-22侯守杰辽宁省水利水电勘测设计研究院辽宁沈阳110006

东北水利水电 2017年2期

关键词：导流洞进水口裂隙

侯守杰（辽宁省水利水电勘测设计研究院，辽宁沈阳110006）

朱隈水库导流洞进水口边坡稳定性研究

侯守杰
（辽宁省水利水电勘测设计研究院，辽宁沈阳110006）

由于导流洞对后续施工有直接影响等特点，而边坡稳定是保证导流洞稳定运行的重要条件之一。文中以朱隈水库左岸导流洞进水口为实例，结合实际地质条件，通过对边坡进行数值模拟分析来判断其稳定性，以此来指导边坡开挖及加固方式的施工。

朱隈水库；导流洞；边坡；稳定性；研究

1 工程概况

朱隈水库位于辽东半岛南端，大连庄河市境内，水库枢纽工程主要由主坝、副坝（一、二、三副坝）、溢洪道、输水洞（第一、二输水洞）组成。大坝现状防洪标准为100年一遇洪水设计，2000年一遇洪水校核，属大（2）型水库，主要用于防洪、灌溉、工业和城市供水，兼顾养鱼等。朱隈水库于1958年3月动工兴建，同年7月竣工，水库至今已运行50余年。在2011年7月，有关部门决定对朱隈水库进行除险加固，而导流洞则是该工程最先开始的项目之一。

2 导流洞进水口的边坡地质条件

2.1 进水口边坡地质情况

朱隈水库库区处于中朝准地台南部，胶辽台隆二级构造单元之上，三级构造单元分属复州台陷，四级构造单元分属复州—大连凹陷。根据相关标准，该工程区抗震设防烈度为Ⅵ度，设计基本地震加速度值为0.05g，地震动反应谱特征周期区划为0.25s。朱隈水库导流洞进水口边坡的地质条件详情如下：

1）进水口明挖段。该区域大面积裸露早侏罗纪侵入的斑状花岗岩，地表被全风化岩层覆盖，厚度变化较大，范围在6~12 m。进水口明挖段为自然切向边坡，角度在50°左右，裂隙发育明显，岩石类别属于Ⅳ类。

2）进口段。导流洞口基岩为斑状花岗岩，厚度为4~5m，基岩上部为1.3 m厚的风化砂土，岩层产状为20°∠52°，引水洞和岩层走向的夹角约为30°，围岩类别同属Ⅳ类。

2.2 边坡岩体结构特征

结合这次地质勘查结果和之前的相关地质资料，分析得出朱隈水库导流洞进水口的边坡岩体结构类型，主要以顺向层状岩体和层面和裂隙面共同控制为主。

2.3 边坡岩体破坏特征现状

朱隈水库导流洞进水口边坡岩体以自然变形为主，岩体有较明显的滑移拉裂和松动破碎现象，且越往上部程度越严重。在该项目的边坡开挖中，上部岩体存在4条主要裂缝，产状、规模差别较大，其中1号和3号裂隙对岩体稳定性有较大影响。综合分析，该项目导流洞进水口边坡岩体的最可能破坏形式为裂隙结构面的滑移—崩落破坏。

3 边坡稳定性分析

3.1 边坡岩体的模型建立

通过综合分析水库水量及其他经济因素，最终确定导流洞实际开挖终止线。而根据地质勘探结果，技术人员将导流洞进水口边坡岩体力学结构分为3大区域，其中区域1为潜在滑移—崩落区，而区域2和区域3稳定性较好。区域1的岩体因地段不同其风化程度也有差别，因此稳定性也会不同。

3.2边坡稳定性计算方法及结果分析

当前关于边坡稳定性计算的办法包括三种：条分法、毕肖普法、简布法。为了了解边坡在不同情况下的稳定性，该项目共设置了4类工况：Ⅰ类为天然；Ⅱ类为暴雨；Ⅲ类为地震；Ⅳ类为暴雨+地震[4]。针对不同工况，技术人员通过调整相关参数来进行模拟，包括岩石内聚力、内摩擦角等。该项目对进水口边坡稳定性的模拟结果，见下表1所示。

表1 导流洞边坡稳定性计算结果（部分）

通过分析表1中的数据可知：在设定的四种工况下，边坡的最不理想稳定性系数范围在0.9~ 1.0之间，该数值在安全允许范围，因此可以初步判定朱隈水库导流洞进水口边坡岩体稳定性较好，但为了保险起见，可适当对岩体破碎严重地段进行必要的加固[5]。

3.3 局部边坡稳定性计算分析

1）导流洞洞脸边坡。导流洞洞脸边坡位置极其重要，是重点防护对象，该项目洞脸边坡结构产状为N60°W/NE∠62°，出现拉裂破坏的可能性较大，其洞脸边坡稳定性赤平投影图见下图1所示。由图中可看出：②-1和L2裂隙是滑移拉裂块体的主要控制点；L3是侧向岩体失稳控制点。

2）上、下游侧边坡。导流洞上、下游侧边坡基本一致，为N15°E/SE∠46°，其稳定性赤平投影见下图2所示。由图中可知上游侧边坡稳定性较好；下边坡倾角较大，可能发生局部滑移拉裂破坏，而主要控制点为②-1和①组裂隙[6]。

4 结语

导流洞作为水利工程的前期项目，既要求工期又要求质量。经过计算分析，朱隈水库左岸导流洞进水口边坡整体稳定性较好，而局部出现滑落的可能性存在，为避免超挖量过多，需要炸药埋放点距离主要裂缝较远，而且建议在开挖完成后对局部进行必要的锚杆或锚索加固。计算机模拟技术只是对岩体整体稳定作出了预测，而具体措施也要充分结合现场施工，临时作出相应调整。