【摘要】工程地處新疆維吾爾自治區(qū)莎車縣境內，工程等別為Ⅲ等工程，工程規(guī)模為中型。電站廠房為3級建筑物；廠房邊坡為Ⅱ級A類邊坡；工程區(qū)50年超越概率10%的地震動峰值加速度為0.2g，對應的地震基本烈度為Ⅷ度。廠房為深開挖地面廠房，廠區(qū)平臺以上永久邊坡為土質邊坡，永久邊坡平均高度為35m，對永久邊坡進行穩(wěn)定計算并確定邊坡支護形式。

【關鍵詞】土質邊坡；邊坡支護；高邊坡；穩(wěn)定計算

水電工程因工程建筑物的布置要求，具有工程邊坡開挖深、高度高的特殊性。在施工過程中，高邊坡的穩(wěn)定性直接關系到工程的整體質量以及施工進度，加強高邊坡的加固和治理工作至關重要。

1.工程概述

工程地處新疆維吾爾自治區(qū)莎車縣境內，工程主要由攔河引水樞紐、輸水建筑物、前池、壓力管道及電站廠房等主要建筑物組成。電站裝機容量180MW，多年平均年發(fā)電量5.25億kW·h，發(fā)電流量375.6m3/s；工程等別為Ⅲ等工程，工程規(guī)模為中型；電站廠房為3級建筑物。電站廠房為深開挖地面廠房，總挖深約59m，廠區(qū)地坪以上永久邊坡為土質邊坡。永久邊坡平均高度為35m，每10m設一級馬道，共設3級馬道，馬道寬度2m。

2.基本資料

2.1地形地質條件

廠址處為大厚度第四系地層，上部為洪積含土礫石層（Q4al），厚2～12m，結構中密；中部以全新統(tǒng)洪積（Q4pl）低液限粉土為主，具中等濕陷性；底部為中更新統(tǒng)沖積砂卵礫石層（Q2al），結構密實，有膠結現(xiàn)象，地下水埋深約31m。廠房基礎挖深59m左右，基礎持力層為中更新統(tǒng)沖積砂卵礫石層，基礎承載力標準值600KPa，地質建議開挖邊坡見表1。

2.2氣象資料

流域山區(qū)徑流形成區(qū)域內各路水汽難以進入，呈現(xiàn)為典型的內陸干旱區(qū)氣候。流域內暴雨多出現(xiàn)在3月～9月，大多數(shù)暴雨是中小量級的暴雨，大暴雨不多。由于流域內地形復雜，全流域性的大暴雨較少，一次暴雨的歷時一般在1d左右。在我國一般規(guī)定為日降水量≥50.0mm者，稱之為暴雨。對位于干旱地區(qū)的新疆而言，此值過大，為此，新疆氣象局規(guī)定，日降水量≥25.0mm者，稱為暴雨。依據(jù)此規(guī)定，1955～2007年間，位于廠址下游約26km處卡群水文站歷年日降水量≥25.0mm的暴雨場次共6場，位于廠址上游約76km處庫魯克欄干水文站歷年日降水量≥25.0mm的暴雨場次僅1場。根據(jù)卡群水文站資料多年平均降水量為69.98mm，月最大降水量為12.75mm；多年平均蒸發(fā)量為1758.0mm，月最大蒸發(fā)量266.5mm。

3.邊坡設計

3.1邊坡結構形式

根據(jù)推薦廠址位置地形地貌條件，為減小移民占地影響及控制工程投資結合工程經(jīng)驗按現(xiàn)有的廠區(qū)地形、地質及施工條件，進行開挖邊坡設計。廠房開挖形成最大永久邊坡高約35m，最大臨時邊坡高25.7m，根據(jù)邊坡的實際情況，臨時開挖邊坡1：1，永久開挖邊坡為1：1.5。廠房永久邊坡每10m設一寬2.0m的馬道，永久邊坡共設3級馬道。主廠房右側開挖邊坡見圖1。

3.2邊坡穩(wěn)定計算

電站廠房建筑物級別為3級，廠區(qū)開挖邊坡高度30m以上，根據(jù)《水電水利工程邊坡設計規(guī)范》（DL/T5353）規(guī)定，確定廠房邊坡等級為Ⅱ級。

計算采用二維極限平衡法，對廠房邊坡在持久設計工況（正常運行情況）、短暫設計工況（施工期運行情況）、偶然設計工況（正常運行遭遇Ⅷ度地震情況）下的抗滑穩(wěn)定狀況分別進行計算。邊坡穩(wěn)定分析采用中國水利水電科學研究院開發(fā)的土質邊坡分析軟件STAB2008計算，計算方法是畢肖普法。邊坡土層物理力學指標詳見表2，邊坡穩(wěn)定計算成果見表3。

3.3邊坡支護形式

通過穩(wěn)定計算，廠房邊坡在各工況下均滿足規(guī)范要求，為防止邊坡坡面受損影響工程安全，對永久邊坡坡面設置混凝土網(wǎng)格梁防護設計。根據(jù)當?shù)貧庀筚Y料，邊坡排水系統(tǒng)由邊坡頂部的截水溝和縱向排水溝以及廠區(qū)平臺（高程1590.00m）四周坡腳排水溝組成，形成立體排水通道，將水匯集排至尾水渠排水溝，最終排入河床，保證廠房安全，排水溝尺寸為500×500mm。邊坡支護大樣見圖2。

3.4.邊坡監(jiān)測設計

鑒于邊坡工程的復雜性和地質勘查的局限性；以及隨著工程建設的進展，邊坡環(huán)境發(fā)生的變化，對邊坡進行針對性的安全監(jiān)測是必須的。考慮本工程地下水位比較低，工程區(qū)降雨少，本工程監(jiān)測設計為在廠房邊坡每級馬道均布4個變形監(jiān)測點、共12個、為現(xiàn)澆砼墩200mm×200mm×300mm（長×寬×高），墩頂為預埋觀測點、定期采用光學儀器監(jiān)測。

4.結語

本工程目前剛結束可研階段審查，隨著后期資料的豐富，應進一步復核邊坡穩(wěn)定及加固措施。在工程施工階段應做好地下水排水工作，在開挖完成后應迅速做好永久坡面防護、預埋監(jiān)測觀測點，定期及時監(jiān)測以防止發(fā)生事故。

參考文獻：

[1] DL/T5353-2006，水電水利工程邊坡設計規(guī)范[S]

[2] 索麗生，劉寧，等.水工設計手冊（第2版）第10卷邊坡工程與地質災害防治[M].北京：中國水利水電出版社，2014.

作者簡介：陳銘（1987年1月-），男，漢族，本科，工程師，湖南長沙人，現(xiàn)主要從事水利水電工程設計工作。