岩溪水库取水口及工作桥后边坡稳定性分析

陈黎

（贵州省遵义水利水电勘测设计研究院，贵州遵义563000）

岩溪水库取水口及工作桥后边坡稳定性分析

陈黎

（贵州省遵义水利水电勘测设计研究院，贵州遵义563000）

岩溪水库取水口距大坝及溢洪道较近，边坡结构较为复杂，其稳定性对整个工程安全影响较大。故针对取水口及工作桥后边坡稳定性作专门稳定评价。对取水口及工作桥后边坡的边坡稳定进行分析，利用赤平投影分析方法重点分析公路开挖施工对边坡稳定的影响和边坡稳定性。根据边坡的稳定性分析和计算表明，取水口及交通桥后边坡稳定性较好，历史未发生破坏及变形现象，施工时开挖边坡稳定性较好。理论分析结果与现场监测结果相符，可为边坡的整治提供科学依据。

边坡；稳定性；地质；投影

1 概述

岩溪水库位于务川县涪洋镇西南面的当阳村境内，坝址处于洪渡河上游左岸一级支流羊岗河上游的张家寨河段。水库坝址距涪洋集镇22 km，距务川县城45 km，现有303省道从水库下游9 km处的当阳村经过，从当阳村到水库坝区有简易乡村公路通过，交通较方便。

水库大坝枢纽建筑物布置包括砼面板堆石坝、溢洪道及取水建筑物等。大坝位于龙塘沟与岩溪沟汇合处，两支流呈Y字型展布。右岸龙塘沟河流流向N65°W，左岸岩溪沟河流流向N16°W。汇合口处河流转弯流向N10°W。大坝为砼面板堆石坝，最大坝高60.00 m，坝顶高程782.50 m，坝顶长272.50 m，坝顶宽7.0 m，溢洪道布置于大坝右岸，由引水渠、溢流段、泄槽段、消力池段和出水渠段组成，总长486.71 m。堰顶高程778.00 m。取水兼放空隧洞利用导流隧洞改建而成，由闸门井段、龙抬头段、无压隧洞洞身共用段、放空压力管道段、取水压力管道段和消力池段组成，总长686.9 m。

取水口及工作桥位于大坝上游龙塘沟右岸，距大坝上游趾板最近约50 m，距溢洪道进口最近约25 m。该工程于2014年3月动工，2015年11月完成施工。考虑到该区域距大坝及溢洪道较近，边坡结构较为复杂，其稳定性对整个工程影响较大，故针对取水口及工作桥后边坡稳定性作专门稳定评价。

2 岩溪水库右岸取水口及工作桥后边坡稳定评价

2.1 边坡结构地质条件

该区公路后侧795.0 m高程以上为∈2g3薄层为主夹中厚层白云岩、泥质白云岩。且开挖揭露夹薄层粉砂岩层，厚5 cm~8 cm，一般约70 cm夹一层。775 m~795.0 m高程分布∈2g2极薄至薄层泥质白云岩夹少量泥岩。地形坡角40° ~45°，岩性较软弱，受断层影响产状零乱产状较零乱，靠近溢洪道附近产状N70°~75°W/SW∠25°~28°，为顺向坡，开挖阶段对切脚岩体已进行清除。下游侧为顺向坡结构，顺坡向为切向坡结构；775.0 m高程以下为∈2g1-1极薄至薄层泥质白云岩夹少量泥岩，岩性较软弱，为取水口洞脸，地形坡度40°~45°，为切向坡结构[1]。综上本区边坡结构以切向坡为主，上部及下部较为软弱，中部较坚硬的多元混合结构。

2.2 取水口及交通桥后边坡稳定分析

取水口及交通桥后边坡以岩质切向边坡为主，仅突出状山体下游受冲沟切割部分为顺向坡结构，施工时开挖边坡稳定性较好。取水洞洞脸边坡开挖阶段该区域仅洞脸表层呈出现局部掉小块石及碎石现象，其后对洞脸边坡进行锚固处理，在完成洞脸边坡锚固及锁口衬砌后至今已经两年，历经隧洞开挖爆破震动及暴雨边坡均未出现变形及破坏现象。该区上部公路内侧后边坡开挖对边坡阶段出现过裂缝，发育高程778 m~792 m，可见宽度约1 m~3 cm。

2.2.1 计算参数

岩土参数取值表见表1

表1 岩土参数取值表

2.2.2 赤平投影分析

（1）1-1'剖面

1-1'剖面位于右岸取水口及交通桥北侧山坡，该剖面取坡体最高临空面位置切入，坡体为斜向坡形式，岩层面在剖面视倾角近水平，考虑坡体东侧受断层f2影响，岩体破碎，水库蓄水后，边坡中下部位于水面下，岩体强度降低，针对剖面现状特性，剖面稳定性分析时考虑施工阶段及蓄水后边坡的稳定性。

1-1'剖面赤平投影分析（见图1和表2）：

图11-1'剖面赤平投影图

表21 -1'剖面赤平投影分析表

单组结构面的分析：①岩层层面与坡向大角度相交，为稳定结构面；②节理1、节理3倾向与坡向大角度相交，倾角小于坡角，为稳定结构面；③节理2倾向与坡向相交角度为70°，倾角大于坡角，为稳定结构面。

组合结构面的分析：从各结构面组合交线与边坡的关系来看,节理1、节理2及节理3所形成的楔形体交于坡面外侧，由于自然坡面有局部为近直立坡面，故坡面易形成小型楔形体岩块，但坡面整体稳定。

通过赤平投影分析，1-1'剖面（图2）无不利外倾结构面，但坡体受构造风化作用，坡体破碎，需按圆弧滑动法做进一步的定量分析。

图21-1'剖面

（2）2-2'剖面

2-2'剖面位于右岸交通桥北侧山坡，考虑到岩层真倾角为22°，而坡体存在局部突出岩体，凸出岩体在岩层倾向方向存在两面临空的可能，应分析其岩层面滑动的可能性。该剖面沿层面倾向方向切入，穿过凸出部分岩体顶点，滑动面位于蓄水位之下，故该剖面考虑天然状态及蓄水后沿层面的滑动破坏，分析方法采用平面滑动面边坡稳定性分析。

2-2'剖面赤平投影分析：

单组结构面的分析：①岩层层面与坡向交角为21°，倾角小于坡角，为不稳定结构面；②节理1、节理2倾向与坡向大角度相交，为稳定结构面；③节理3倾向与坡向相反，为最稳定结构面。

组合结构面的分析：从各结构面组合交线与边坡的关系来看,节理2与岩层面交线形成的楔形体位于坡体内，为不稳定结构，易形成楔形体破坏，节理1、节理2及节理3交线所形成的楔形体交于坡体外侧，为稳定结构，节理3与岩层面交线形成于坡面附近，故综合以上因素，坡面有楔形体形成，易形成落石、崩塌等。

通过赤平投影分析，2-2'剖面（图3）存在岩层面为不利外倾结构面的情况，需按平面滑动法及圆弧滑动法做进一步的定量分析。

图32-2'剖面

（3）3-3'剖面

3-3'剖面位于右岸临时公路北侧山坡，与2-2'剖面类似，考虑到岩层真倾角为22°，而坡体在该处恰为一凸出山脊，凸出岩体在岩层倾向方向存在两面临空的可能，应分析其岩层面滑动的可能性。该剖面沿层面倾向方向切入，穿过凸出山脊部分，滑动面位于蓄水位之山，故该剖面只考虑天然状态边坡沿层面的滑动破坏，分析方法采用平面滑动面边坡稳定性分析。

图43-3'剖面

通过赤平投影分析，3-3'剖面（图4）存在岩层面为不利外倾结构面的情况，需按平面滑动法及圆弧滑动法做进一步的定量分析。

2.2.3 定量分析及计算成果

依据前述分析，1-1'剖面无外倾结构面，仅考虑圆弧滑动破坏；2-2'剖面及3-3'受外倾结构面影响，除考虑圆弧滑动破坏外，还需考虑由层面引起的外倾结构面的平面滑动破坏，由于3-3'剖面坡面位置在蓄水位778 m以上，故该剖面仅考虑施工期稳定性。如表4为稳定性计算结果表。

表4 稳定性计算结果表

3 结论与建议

（1）取水口及交通桥后边坡稳定性较好，历史未发生破坏及变形现象，施工时开挖边坡稳定性较好。取水洞洞脸边坡开挖阶段该区域仅洞脸表层呈出现局部掉小块石及碎石现象，边坡整体至今未出现变形及破坏现象。该区上部公路内侧后边坡开挖对边坡阶段出现过裂缝。该裂缝形成后经观测未见进一步发展，其后公路内侧修建挡墙对后边坡进行加固，建成至今已两年，目前未见变形及破坏。

（2）在该段坡体上通过选取的三个断面进行的边坡稳定计算，现边坡安全系数均在1.33～1.95，蓄水后边坡安全系数均在1.32～1.34，均处于边稳定状态。且该区上部公路边坡已修建挡墙[2]，洞脸边坡完成喷锚支护处理，下游修建混凝土支墩，增加边坡稳定性。

[1]赵建军，黄润秋，巨能攀．某水库溢洪道边坡变形破坏特征及治理对策研究［J］.成都理工大学学报（自然科学版），2007，34（2）：190～195

[2]陈祖煜.土质边坡稳定分析[M].北京:中国水利水电出版社,2003.

TV62；TV223

B

1673-9000（2017）03-0121-03

2017-02-07

陈黎（1979年-），男，贵州遵义人，高级工程师，主要从事水利水电勘测设计工作。