龙江水电站左岸缆机平台高边坡稳定性分析

史海燕+田作印

摘 要：通过工程地质分析，监测资料分析和刚体极限平衡分析对龙江水电站左岸缆机平台高边坡稳定性分析，并通过计算结果与实测资料对比，验证了计算结果的可靠性。

关键词：龙江水电站 高边坡 稳定性

龙江水电站枢纽工程位于云南省德宏傣族景颇族自治州境内的龙江下游河段，有水泥路与芒市相通，交通便利。坝顶高程875.00m，最大坝高115m，坝顶中心线弧长（包括溢流、重力墩坝段）472.00m。混凝土双曲拱坝施工设计布置2台20t辐射式缆索起重机，主机房、固定端布置在右岸，移动端、操作室布置在左岸，右岸主索支点高程925m，左岸主索支点高程932m，缆机跨度620m。

1.全风化边坡设计

1.1设计原则

对于全风化边坡，本次设计结合现场实际情况，按坡比1：1.1对全风化边坡进行开挖，并对开挖后的全风化边坡分不同工况进行抗滑稳定计算。

1.2计算方法

全风化边坡计算采用水科院STAB2005软件的简化毕肖普法。各分区材料物理力学指标如表1。

1.3计算结果

由表2计算结果可见，本次全风化边坡的设计安全系数满足规范要求，边坡是稳定的。

2.岩质边坡设计

2.1设计原则

对于岩质边坡，高程945m以上采用1：0.6～1：1.0坡比进行开挖，高程945m以下维持原设计坡比不变，之后结合现场揭露的节理产状，选取不利节理组合进行岩质边坡稳定计算与分析。

2.2岩质边坡滑面分析

根据现场揭露的节理产状，本次设计的岩石边坡存在以下不利节理组合：

（1）1—4剖面间岩体稳定性分析（主要為990m高程以下岩体）

岩体中发育有J1走向N50°W，倾向NE，倾角55°～65°和 J2走向N80°W，倾向SW，倾角45°～60°的中陡倾角节理做为楔形块体滑移面。J3走向N35°E，倾向SE，倾角65°～75°、J4 走向N50°E，倾向N W，倾角65°～70°中陡倾角节理做为后缘拉裂面。以上述节理组合，进行边坡稳定性分析计算。

根据侧向切割面倾角的不同组合，楔形体底棱线倾角θ在16.92°～26.37°之间变化，棱线最陡倾角θ=26.37°，为侧向切割面N50°W，NE，∠65°和N80°W，SW，∠60°组合时形成，此棱线倾角偏缓，楔形体滑动的可能性不大。

（2）4—7剖面间岩体稳定性分析（主要为1020m高程以下岩体）

4-5剖面J3走向N35°E，倾向SE，倾角65°～75°陡倾角节理做为后缘拉裂面。J1走向N50°W，倾向NE，倾角55°～65°中等倾角节理做为侧滑面。J2走向N80°W，倾向SW，倾角45°～60°做为底滑面的组合进行边坡稳定性分析计算。

5-7剖面J3走向N35°E，倾向SE，倾角65°～75°陡倾角节理做为侧滑面。J1走向N50°W，倾向NE，倾角55°～65°中等倾角节理做为后缘拉裂面。J2走向N80°W，倾向SW，倾角45°～60°做为底滑面的组合进行边坡稳定性分析计算。

其中，底滑面N80°W，倾向SW，倾角45°～60°与坡面交角很小，近似顺坡向，计算中采用单宽断面计算。

（3）软岩带稳定分析（主要为1020m高程以下岩体）

岩体中存在R06走向N55°W，倾向N E，倾角6 5°和 R 0 7走向 N30°～40°E，倾向NW，倾角55°～65°的软岩带做为楔形块体滑移面。J4 走向N50°E，倾向NW，倾角65°～70°中陡倾角节理做为后缘拉裂面。以上述软岩带、节理组合，进行边坡稳定性分析计算。

该楔形体底棱线倾角θ在47.8°，此棱线倾角偏陡，楔形体有滑动的可能。

2.3滑面计算参数的选取

为切实反映边坡节理结构面地质参数，本次设计采用逆推法求得地质参数。

首先根据原缆机下游段边坡已经塌滑的事实，由塌滑后出露的岩面作为底滑面；侧向考虑卸荷作用使裂隙张开，不计入侧滑面抗剪强度；因地下水位较低，不计入节理面孔隙水压力；用以上条件组合，采用单宽断面计算原始开挖边坡在达到极限平衡时需要的结构面抗剪断参数，并以此参数与地质专业提供的参数对比，选择其一为本次边坡设计岩质边坡节理结构面抗剪断参数，进而计算出本次设计岩质边坡的抗滑稳定安全系数。计算中，对塌滑比较明显的6-6剖面，7-7剖面分别计算，取其中较小的抗剪断参数。

2.4岩质边坡稳定计算方法

岩质边坡计算采用刚体极限平衡法。根据地质条件，1-4剖面之间的岩体主要以楔形体形式滑动，抗滑稳定计算采用《水电水利工程边坡设计规范》（DL/T5353-2006）中的楔形体法。4-7剖面之间的岩体主要以单一的底滑面滑动，抗滑稳定计算采用与3.3.4中逆推法相同的公式，选取单宽岩体进行计算，不计入侧滑面的抗剪强度，对6-6剖面，7-7剖面分别计算，取安全系数较小值。计算利用理正岩土系列软件分别对岩质边坡的持久工况、短暂工况和偶然工况进行抗滑稳定计算。

2.5计算结果与分析

由表3、表4计算结果可见，当不采用预应力锚索支护时，岩质边坡的抗滑稳定系数不满足规范要求。在采用预应力锚索进行支护的措施下，岩质边坡的抗滑稳定安全系数满足规范要求，边坡是稳定的，但安全欲度不大。根据目前揭露的地质条件，除以上计算的节理组合外，岩质边坡不存在更深层的滑动问题。

参考文献：

[1]潘燕芳，刘翔，黎满林.大岗山水电站左岸缆机平台边坡稳定分析[J].人民长江，2011，42（14）：42-45+63.

[2]韦玮，严明.某水电站右岸缆机平台边坡稳定性数值分析[J].山西建筑，2010，36（01）：137-139.endprint