锦屏一级水电站右岸进水口边坡稳定性研究

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锦屏一级水电站工程坝区地质条件复杂,岸坡高陡,伴有强烈的浅生改造作用,高边坡稳定性问题突出,研究区位于工程的重要部位,对整个工程施工期及运行期的稳定性具有关键作用。本文在阐明了坝区地质环境条件的基础上,总结洞脸边坡岩体物理力学特性及岩体结构特征,判断边坡变形失稳模式,计算进水口洞脸边坡局部稳定性系数。采用三维弹塑性有限差分仿真计算软件FLAC3D,对锦屏一级水电站右岸进水口边坡整体稳定性进行模拟,分析边坡在施工期及运行期的稳定性问题。具体研究内容及成果如下:(1)进水口洞脸边坡主要由第二段杂谷脑组变质岩((T2-3z)2)组成,为灰、灰白色大理岩夹绿片岩。边坡上NE走向,倾NW的层面裂隙发育。局部发育绿片岩夹层,构成了相对易软化的软弱夹层。坡体内部f13断层发育长大,贯通分布于坝区右岸山体内。洞脸边坡上发育多条层间挤压带,卸荷裂隙及节理裂隙,对边坡稳定性起到重要的控制作用。(2)右岸进水口洞脸边坡存在三种主要的失稳模式:(1)在洞脸边坡与拱肩槽上游坡转角处,层面裂隙与断层组合,形成沿层面裂隙滑动的单面滑动块体;(2)边坡结构面发育,结构面相互切割,形成楔形体破坏模式;(3)1920m~1975m高程范围,洞脸边坡靠拱肩槽上游坡,存在以层间挤压错动带为底滑面的平面滑动模式。(3)对进水口洞脸边坡可能失稳模式进行计算,得到在进水口洞脸边坡与拱肩槽上游坡转角处,以层面裂隙为底滑面,断层为后缘拉裂面的单面滑动块体在自重条件下的稳定性系数较低,在地震条件下已经发生破坏,需要及时采取支护措施,以保证边坡的稳定。(4)数值模拟现场施工工况,分析边坡整体稳定性。边坡整体变形较小,边坡开挖底面向开挖面外法线方向发生位移,采取支护措施后,位移量与开挖不支护措施相比,有所减小,模型坡表面设置的位移追踪点显示边坡局部表面位移有向内变形的趋势。据监测资料显示,洞脸边坡上多点位移计位移量随时间减小,部分点具有向坡内的变形量。模型变形与实际监测结果较符。(5)边坡在正常蓄水1880m情况下,受地震力作用,采用准静态方法,分析边坡稳定性。边坡在蓄水和地震工况下,朝河谷方向发生变形,整体变形量不大,变形趋势为越靠近坡表面越大。拱肩槽f13断层附近产生了很大的变形量。洞脸边坡水面以下坡面局部地区产生应力集中现象,塑性区明显增大,在蓄水后,应及时对边坡采取监测措施,观测边坡的变形情况。
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