崔 留 杰

(中國電建集團昆明勘測設(shè)計研究院有限公司，云南 昆明 650051)

老撾南歐江六級電站邊坡工程設(shè)計

崔 留 杰

(中國電建集團昆明勘測設(shè)計研究院有限公司，云南 昆明 650051)

對南歐江六級電站的高邊坡設(shè)計問題作了研究，采用SLIDE軟件運用多種計算方法(簡化Bishop法、Janbu修正法、Spencer法、M-P法)對邊坡的穩(wěn)定性進行了對比計算，得出的計算結(jié)果為工程的順利推進提供了科學(xué)保障。

電站，溢洪道，壩肩，高邊坡，穩(wěn)定分析

1 工程概述

老撾南歐江六級電站開發(fā)任務(wù)以發(fā)電為主，水庫正常蓄水位510 m，相應(yīng)庫容4.09×108m3，死水位490 m，死庫容1.63×108m3，調(diào)節(jié)庫容2.46×108m3，具有季調(diào)節(jié)性能，電站裝機容量180 MW，多年平均發(fā)電量7.26億kWh，裝機年利用小時數(shù)4 033 h，電站發(fā)電效益顯著。

工程主要建筑物包括復(fù)合土工膜面板壩、引水系統(tǒng)及地面廠房、溢洪道、導(dǎo)流兼放空洞及護岸工程等。工程等別為二等，工程規(guī)模為大(2)型。主要建筑物(擋水、泄洪和引水發(fā)電建筑物)級別為2級，次要建筑物級別為3級，臨時建筑物級別為4級。工程的擋水及泄洪建筑物按500年一遇洪水設(shè)計，5 000年一遇洪水校核；發(fā)電建筑物按100年一遇洪水設(shè)計，500年一遇洪水校核；消能防沖建筑物按50年一遇洪水設(shè)計。

2 邊坡工程地質(zhì)條件

2.1 溢洪道邊坡工程地質(zhì)條件

溢洪道開挖邊坡高度較小，最大坡高約70 m，位于引渠段西側(cè)，其開挖邊坡走向大致為N25°E～N27°W，其他部位坡高一般10 m～30 m，開挖邊坡走向大致為N28°W，其東、西側(cè)邊坡傾向分別為SW，NE。溢洪道部位地層巖性主要為板巖及變質(zhì)粉～細砂巖，第四系覆蓋層厚度較小，一般小于10 m。未發(fā)現(xiàn)規(guī)模較大的斷層發(fā)育，順層擠壓面(帶)和板理發(fā)育。巖體風(fēng)化較強，山梁下部分布有厚約20 m～25 m的全風(fēng)化巖體，強風(fēng)化巖體底界垂直埋深為30 m～40 m。地下水位埋深30 m～90 m。溢洪道邊坡主要出露弱風(fēng)化巖體和部分全強風(fēng)化巖體，邊坡設(shè)計開挖坡比為1∶0.3，開挖后邊坡層面反傾，邊坡整體穩(wěn)定性較好。

2.2 壩肩邊坡工程地質(zhì)條件

左岸壩頂以上邊坡最大高度約75 m，開挖邊坡走向N21°W。邊坡中上部主要由第四系覆蓋層和全強風(fēng)化巖體組成。邊坡部位無大的構(gòu)造帶分布，結(jié)構(gòu)面以節(jié)理及擠壓帶為主，邊坡穩(wěn)定條件總體較好，其穩(wěn)定性主要受結(jié)構(gòu)面的影響，失穩(wěn)形式主要為掉塊或小規(guī)模的平面型滑移失穩(wěn)，其中右岸部分地段順層板理發(fā)育，邊坡為順層坡，存在順層平面型滑動問題，開挖邊坡坡度不宜陡于巖層傾角或采取必要的加固處理措施。由第四系覆蓋層和全強風(fēng)化巖體構(gòu)成的邊坡主要為散體結(jié)構(gòu)及碎裂結(jié)構(gòu)，邊坡穩(wěn)定條件差。覆蓋層邊坡主要失穩(wěn)破壞模式為沿覆蓋層表部或與基巖接觸面的小規(guī)模塌滑，強風(fēng)化巖質(zhì)邊坡主要失穩(wěn)破壞模式為沿結(jié)構(gòu)面組合切割產(chǎn)生的掉塊或小規(guī)模的平面型滑動破壞，也可產(chǎn)生圓弧型滑動失穩(wěn)破壞。

3 計算工況及參數(shù)

3.1 計算工況及邊坡等級

根據(jù)自然條件對邊坡穩(wěn)定的影響，分別計算以下幾種工況：

1)正常運行工況；2)短暫狀況，即暴雨工況；3)偶然狀況，即地震工況。

在持久工況下計算時考慮以下基本荷載：巖土體自重、孔隙水壓力；地震工況除上述基本荷載外，計算中計入水平地震力和垂直地震力作用。南歐江六級水電站設(shè)計地震加速度為0.25g，地震作用的效應(yīng)折減系數(shù)取0.25，動態(tài)分布系數(shù)為1.5。

根據(jù)DL/T 5353—2006水電水利工程邊坡設(shè)計規(guī)范，并結(jié)合南歐江六級水電站工程永久邊坡所屬樞紐工程等級、建筑物級別、邊坡所在位置、邊坡重要性和對建筑物及安全運行的影響程度，確定邊坡類別和安全級別為A類Ⅱ級，邊坡設(shè)計安全系數(shù)見表1。

表1 邊坡設(shè)計安全系數(shù)

3.2 計算剖面及參數(shù)

邊坡計算采用參數(shù)見表2，計算剖面見圖1，圖2。

表2 邊坡穩(wěn)定計算巖體力學(xué)參數(shù)表

4 邊坡穩(wěn)定性計算結(jié)果分析[1]

4.1 溢洪道邊坡穩(wěn)定性分析

溢洪道邊坡主要出露弱風(fēng)化巖體和部分全強風(fēng)化巖體，邊坡設(shè)計開挖坡比為1∶0.3，開挖后邊坡層面反傾，邊坡整體穩(wěn)定性較好。溢洪道邊坡不同工況計算最危險滑弧位置見圖3，安全系數(shù)見表3。

溢洪道邊坡開挖過程中視地質(zhì)揭露情況適當(dāng)增加隨機錨桿或錨索進行支護；為防止暴雨和地表水入滲，降低地下水對邊坡穩(wěn)定的影響，在整個開挖邊坡坡面設(shè)置排水孔，排水孔長6 m～8 m；在

坡頂和馬道內(nèi)側(cè)設(shè)置截、排水溝。

表3 溢洪道邊坡安全系數(shù)表

4.2 左壩肩邊坡穩(wěn)定性分析

左壩肩邊坡開挖后主要出露強風(fēng)化巖體。邊坡設(shè)計開挖坡比為1∶1，開挖后邊坡整體穩(wěn)定性較好，但坡頂覆蓋層穩(wěn)定性安全系數(shù)不能滿足規(guī)范要求，需要進行適當(dāng)支護，并調(diào)整開挖坡比。采用系統(tǒng)錨桿和掛網(wǎng)噴混凝土方式進行支護后，坡頂覆蓋層安全系數(shù)能滿足要求，但地震工況下安全裕度較低。施工中可視開挖揭露情況對坡頂坡積層采用網(wǎng)格梁進行防護。強風(fēng)化層采用系統(tǒng)錨桿進行支護，局部設(shè)置隨機錨索。

左壩肩邊坡不同工況計算最危險滑弧位置見圖4，安全系數(shù)見表4。

表4 左壩肩邊坡安全系數(shù)表

工況簡化Bishop法Janbu修正法Spencer法M-P法平均開挖工況1.2081.2061.2051.2031.206持久狀況1.2801.2791.2701.2731.276短暫狀況1.1061.1041.1031.1031.104地震狀況1.0591.0501.0511.0541.054

5 結(jié)語

目前，南歐江六級電站已經(jīng)順利完建并下閘蓄水發(fā)電(見圖5)。

以對南歐江六級電站的高邊坡采用SLIDE軟件運用多種計算方法(簡化Bishop法、Janbu修正法、Spencer法、M-P法)進行對比計算結(jié)果的分析成果為依據(jù)，制定合適的開挖及支護措施，能夠科學(xué)指導(dǎo)工程的順利推進。

[1] 黃志鵬，唐輝明，董志宏，等.錦屏水電站料場邊坡變形特征與破壞機制分析[J].長江科學(xué)院院報，2015(10):76-77.

On slope engineering design of six-level power station along Nan’ou River in Laos

Cui Liujie

(KunmingEngineeringCorporationLimited,PowerChinaGroup,Kunming650051,China)

The paper researches the design problems in the slope design of the six-level power station along Nan’ou River, adopts SLIDE software to undertake the comparative calculation of the slope’s stability with many calculation methods(simplified Bishop method, Janbu Modification method, Spencer method, M-P method), and provides some scientific guarantee for the project with the calculation result.

power station, spillway, dam abutment, slope, stability analysis

1009-6825(2015)32-0215-02

2015-09-07

崔留杰(1983- )，男，高級工程師

TV861

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