袁前勝

（西昌學(xué)院 工程技術(shù)學(xué)院，四川 西昌 615013）

0 引 言

當(dāng)前水利工程高邊坡開挖、防護發(fā)展迅速，在狹窄河谷中將拌合系統(tǒng)和料倉置于高邊坡上是工程施工組織的重要措施之一，邊坡的穩(wěn)定是工程的關(guān)鍵。文獻［1］對三峽臨時船閘及升船機高邊坡的穩(wěn)定性進行了分析，文獻［2］對三峽永久船閘一期高邊坡進行了應(yīng)力監(jiān)測，文獻［3］分析了公路巖質(zhì)邊坡的應(yīng)力監(jiān)測。當(dāng)前應(yīng)力監(jiān)測分析多立足于邊坡開挖或靜態(tài)安全穩(wěn)定分析［4－7］，但對荷載變化情況下的高邊坡穩(wěn)定監(jiān)測分析較少。

本文研究了工程高邊坡料倉加載過程對邊坡巖體安全穩(wěn)定性的影響，從而為動荷載情況下高邊坡巖體的穩(wěn)定性分析提供思路，為工程支護優(yōu)化設(shè)計和工程運行安全提供依據(jù)。

1 監(jiān)測方法和措施

某二級電站位于四川涼山州境內(nèi)。該電站在高程EL1560（高程）平臺邊坡1 605m高程設(shè)置料倉以滿足工程施工需要。EL1560平臺邊坡分為3個區(qū)，Ⅰ區(qū)和Ⅲ區(qū)開挖揭露巖體較完整；Ⅱ區(qū)（K4＋700～K4＋800段）開挖揭露巖體完整性較差，巖體以弱風(fēng)化為主，局部呈強風(fēng)化狀，裂隙較發(fā)育，邊坡基本穩(wěn)定，局部穩(wěn)定性差。Ⅱ區(qū)邊坡自上而下分級開挖，坡率為1∶0.5，分設(shè)4級馬道于1 635、1 620、1 605、1 590m 高程，料倉位于1 605m高程平臺［8］。關(guān)于對稱邊坡滑動面確定的研究［9］對本工程有一定的參考意義。

EL1560平臺邊坡分別在K4＋742、K4＋778、K4＋830、K4＋880、K4＋930和K4＋960布置6個監(jiān)測斷面［10］。其中Ⅱ區(qū)設(shè)置K4＋742、K4＋778 2個監(jiān)測斷面，共布置9套／36支多點位移計，14臺錨索測力計，6組／18支錨筋樁應(yīng)力計；料倉底部1 605m高程平臺布置2個水準(zhǔn)工作基點、4個水準(zhǔn)監(jiān)測點。具體布設(shè)如圖1所示。

在拌合系統(tǒng)試運行期間對料倉進行荷載安全監(jiān)測。對EL1560平臺邊坡6個監(jiān)測斷面的17套多點位移計、6組錨筋樁應(yīng)力計、30臺錨索測力計等共63套／支監(jiān)測儀器進行了連續(xù)的測讀。監(jiān)測表明，料倉裝料為最大允許裝料的80%時，邊坡巖體最大變形增量為0.42mm，錨索最大荷載增量為16.49kN，錨筋樁應(yīng)力計最大拉應(yīng)力增量為7.64MPa，邊坡圍巖基本穩(wěn)定?？梢?，EL1560平臺高線混凝土拌合系統(tǒng)承載能力能滿足設(shè)計要求，工程設(shè)計假定和結(jié)構(gòu)措施正確合理，能夠滿足生產(chǎn)運行安全。

圖1 EL1560邊坡檢測儀布設(shè)圖

2 巖體變形監(jiān)測

2011年9月工程開始進入施工高峰期，骨料進出料倉頻率加快，整個拌合系統(tǒng)處于高效、加速運轉(zhuǎn)狀態(tài)，料倉進出料情況如圖2所示，圖2的整個工期為2014年9月1日—2014年12月1日。料倉加速運行以來，監(jiān)測發(fā)現(xiàn)Ⅱ區(qū)巖體變形突出的點位為料倉下部EL1592的MP10多點位移計，Ⅲ區(qū)巖體變形突出的點位為皮帶運輸機支撐樁附近EL1591的MP15多點位移計。

巖體典型變形見表1所列，其中DI為變形增量，單位為mm；RD為變形速率，單位為mm／d。

圖2 料倉進出料過程線

表1 巖體典型變形情況

圍巖變形典型時間過程如圖3所示。

圖3 圍巖典型變形時間過程

監(jiān)測表明，2009年4月底—2011年9月底料倉正常運行期間，Ⅱ區(qū)巖體變形速率趨緩；Ⅲ區(qū)皮帶運輸機支撐樁附近巖體變形速率緩慢增加。2011年9月—12月料倉加速運行期間，Ⅱ區(qū)巖體未受料倉進出料頻率影響，已基本穩(wěn)定；Ⅲ區(qū)最大間隔變形量為0.76mm，說明料倉加速運行使皮帶支撐樁負(fù)荷加大，對邊坡巖體影響較為明顯。巖體位移增長速率與料倉進出料頻率有關(guān)。其余多點位移計變化較小，說明料倉加速運行對其他部位巖體的影響較小。

自料倉運行以來，巖體外觀測量數(shù)據(jù)變化很小，監(jiān)測1605料倉平臺沉降發(fā)現(xiàn)，間隔386d的累計最大沉陷量為1.27mm，表明巖體沉陷已基本穩(wěn)定。

圖3中，橫坐標(biāo)的1～8分別表示2009年8月1日、2009年12月1日、2010年4月1日、2010年8月1日、2010年12月1日、2011年4月1日、2011年8月1日、2011年12月1日。

3 錨索應(yīng)力監(jiān)測

錨索應(yīng)力監(jiān)測發(fā)現(xiàn)，Ⅱ區(qū)料倉底部以下錨索荷載最大值為2 177.81kN（EL1587.1高程的D1605－6號錨索測力計），Ⅲ區(qū)錨索荷載最大值為1 083.92kN（EL1590高 程 的 DP3 號 錨 索 測力計）。

錨索荷載監(jiān)測典型值見表2所列。表2中，LI為荷載增量，單位為kN；LG為荷載增速，單位為kN／d。

監(jiān)測數(shù)據(jù)表明，2009年4月底—2011年9月底，Ⅱ區(qū)錨索荷載增速趨緩；但2011年9月底—12月料倉加速運行，D1605－6應(yīng)力計荷載增速為0.148kN／d，表明料倉進出料頻率增加對巖體應(yīng)力的影響比較明顯；目前Ⅱ區(qū)高程EL1605平臺以下的D1605－1—D1605－7等7臺錨索測力計以及料倉范圍內(nèi)D1620－1、D1620－2等2臺錨索測力計的測值仍緩慢增長，但增長速率漸趨減小，且多點位移計監(jiān)測表明孔口位移變化較小，綜合情況表明錨索支護對邊坡巖體的穩(wěn)定作用明顯。

2009年4月底—9月底正常運行期間，Ⅲ區(qū)皮帶支撐樁附近錨索荷載增速趨緩；2011年9月底—12月料倉加速運行，錨索測力計荷載增速加大；除個別錨索測力計荷載減小外，其他錨索測力計荷載近期普遍緩慢增長，說明荷載增長速率與料倉進出料頻率有關(guān)。錨索實測荷載典型過程如圖4所示。

圖4中的橫坐標(biāo)數(shù)據(jù)含義同圖3。

表2 錨索荷載典型變化情況

圖4 錨索測力計實測荷載時間過程線

4 結(jié)束語

本文通過對拌合系統(tǒng)料倉所在高邊坡巖體監(jiān)測，可以得出以下結(jié)論：

（1）料倉加速運行期間，巖體變形很小且趨于穩(wěn)定，錨索荷載趨于穩(wěn)定，可以認(rèn)為料倉邊坡巖體基本穩(wěn)定，能夠滿足生產(chǎn)運行安全的要求。

（2）料倉進出料頻率增加使錨索測力計荷載緩慢增長，但料倉底部多點位移計變化較小，說明邊坡錨索支護作用明顯，但仍需施工方嚴(yán)密觀測和巡視檢查。

（3）料倉進出料頻率對皮帶機支撐樁的影響較大，使皮帶機支撐樁附近的巖體變形持續(xù)緩慢增長，錨索應(yīng)力普遍緩慢增長，須加強巡查，發(fā)現(xiàn)問題及早處理。因此，本文建議在滿足施工情況下料倉應(yīng)適當(dāng)減少進料，全量出料，以利于邊坡的穩(wěn)定和工程建設(shè)安全。

［1］ 朱煥春.某邊坡錨桿應(yīng)力狀態(tài)測試與分析［J］.巖土工程學(xué)報，2000，22（4）：471－473.

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［3］ 郭永健，王少飛，李文杰.應(yīng)力監(jiān)測在公路巖質(zhì)邊坡中的應(yīng)用研究［J］.巖土力學(xué)，2013，34（5）：1397－1402.

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［9］ 閆 艷，朱大勇.對稱邊坡三維臨界滑動面的確定［J］.合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，2011，34（11）：1682－1686.

［10］ 二灘水電開發(fā)有限責(zé)任公司.巖土工程安全監(jiān)測手冊［M］.北京：中國水利水電出版社，1999：45－51.