淺談中機(jī)龍橋電廠巖質(zhì)高邊坡治理

任月芬裴陶

1 中機(jī)國(guó)能電力工程有限公司，上海

2 山東電力建設(shè)第三工程公司，青島

淺談中機(jī)龍橋電廠巖質(zhì)高邊坡治理

任月芬1裴陶2

1 中機(jī)國(guó)能電力工程有限公司，上海

2 山東電力建設(shè)第三工程公司，青島

以重慶中機(jī)龍橋電廠為實(shí)例，介紹了山區(qū)電廠高邊坡受各種不穩(wěn)定因素的影響造成滑坡、崩塌等地質(zhì)災(zāi)害的防治，為電廠的安全運(yùn)行奠定了基礎(chǔ)。

巖質(zhì)高邊坡；順坡；滑坡；穩(wěn)定

This paper introduces the high side slope of mountainous area power plant by all kinds of unstable factors caused landslide, collapse and other geological disasters, taking Sinogy Longqiao power plant for example; it will lay a foundation for the safe operation of power plant.

1 概述

重慶中機(jī)熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目裝機(jī)容量為2×50MW背壓發(fā)電機(jī)組+1×300MW抽凝發(fā)電機(jī)組，該項(xiàng)目地貌屬構(gòu)造剝蝕丘陵斜坡地貌，擬建場(chǎng)地總體地勢(shì)北東西高南西東低，相對(duì)高差48.22m。為了減小廠外邊坡高度，保證廠區(qū)安全，場(chǎng)地采用臺(tái)階式布置，場(chǎng)內(nèi)高差12米。即使如此，場(chǎng)地邊緣仍然形成了“圍椅狀”的三面高1.00m～28.00m左右的環(huán)境邊坡。邊坡的穩(wěn)定問(wèn)題是本工程安全運(yùn)行的重大工程地質(zhì)問(wèn)題之一。

2 工程地質(zhì)條件

據(jù)地面調(diào)查和鉆探揭示場(chǎng)地段巖土層為第四系全新統(tǒng)人工填土層（Q4ml）素填土、殘坡積層（Q4el+dl）砂土、粉質(zhì)黏土、淤泥質(zhì)土和侏羅系中統(tǒng)沙溪廟組基巖（J2s）砂巖、泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖。

場(chǎng)地處于構(gòu)造剝蝕斜坡地帶，第四系全新統(tǒng)覆蓋層厚度較小，基巖頂面埋深較淺（圖1），基巖面主要受原始地貌控制，與地形坡角基本一致，基巖面傾角一般在12°～20°。

圖1

3 邊坡不穩(wěn)定因素

影響邊坡穩(wěn)定性的因素主要有內(nèi)在因素和外部因素兩方面。內(nèi)在因素包括組成邊坡的地貌特征、巖土體的性質(zhì)、地質(zhì)構(gòu)造、巖土體結(jié)構(gòu)、巖體初始應(yīng)力等，外部因素包括水的作用、地震、巖體內(nèi)化作用、工程荷載條件及人為因素等。內(nèi)在因素對(duì)邊坡的穩(wěn)定性起控制作用，外部因素起誘發(fā)破壞作用。

坡面與巖層傾斜方向相反的山坡稱為逆向坡，其護(hù)坡穩(wěn)定性較好；坡面與巖層傾斜方向一致的山坡稱為順向坡，其護(hù)坡穩(wěn)定性與巖石性質(zhì)、傾角大小和有無(wú)軟弱結(jié)構(gòu)面等因素有關(guān)（圖2、3）。

圖2 巖層的逆向坡和順向坡

圖3 邊坡和巖層兩者角度關(guān)系的影響

重慶中機(jī)熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目邊坡現(xiàn)為一緩坡地形，坡度約9～12度，坡體穩(wěn)定，坡體為巖質(zhì)邊坡，巖體呈巨厚層狀、完整性好，未見(jiàn)有軟弱夾層。巖層傾角在21～25度之間，構(gòu)造裂隙以平直、閉合、延伸較遠(yuǎn)的共軛剪裂隙為主，一般為中等裂隙，間距大于1m，裂隙率低。施工開(kāi)挖后，巖層傾向與坡向一至，為順向坡，坡體切方高為15m～20m，整體穩(wěn)定受巖層傾角控制，且由于其發(fā)育有兩組共軛剪切裂隙，（1）組850～1000∠60～800，（2）組2700～2800∠800～870，裂隙中有鐵鈣質(zhì)或泥質(zhì)充填，零星見(jiàn)有開(kāi)裂，會(huì)將巖體切割成塊狀，造成坡體的局部不穩(wěn)定。本工程地下水埋深較大，地震活動(dòng)相對(duì)較微弱，對(duì)邊坡影響相對(duì)較小。

總之，開(kāi)挖邊坡整體穩(wěn)定受巖層傾角控制，局部穩(wěn)定受共軛剪切裂隙控制，需對(duì)邊坡進(jìn)行治理。

4 邊坡分析與治理

整個(gè)邊坡分為三大坡段:

第一段填方邊坡段(圖4)；長(zhǎng)約77m，高0.00m～10.80m，邊坡前緣無(wú)重要建（構(gòu)）筑物，后緣為電廠的自然通風(fēng)冷卻塔，按《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》（GB50330-2002）表3.2.1劃分，破壞后果嚴(yán)重，邊坡安全等級(jí)為二級(jí)。

圖4

該邊坡地段，地形較平緩，地形坡角一般在3°～8°，且邊坡坡向與地形坡向相反，該邊坡直立填方后，填土不會(huì)沿填土界面整體失穩(wěn)滑塌，填方邊坡填土自身穩(wěn)定性差，易沿土體內(nèi)部產(chǎn)生圓弧形滑塌；邊坡穩(wěn)定性差。

此段采取衡重式擋墻+毛石混凝土擴(kuò)展基礎(chǔ)進(jìn)行治理。擋墻以中風(fēng)化基巖為持力層，當(dāng)擋墻高度大于10m時(shí)，在擋墻下設(shè)置毛石混凝土擴(kuò)展基礎(chǔ)。衡重式擋墻和擴(kuò)展基礎(chǔ)均采用毛石砼澆筑（見(jiàn)圖5）。

圖5

第二段挖方巖質(zhì)陡坡段(圖6)；長(zhǎng)約696m，高0.00～27.88m，邊坡前緣為項(xiàng)目水工區(qū)域，后緣有公路、高壓電塔，按《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》（GB50330-2002）表3.2.1劃分，破壞后果嚴(yán)重～很嚴(yán)重，邊坡安全等級(jí)分段后為一、二級(jí)。

圖6

坡體物質(zhì)由0.30～0.90m砂土及強(qiáng)風(fēng)化砂巖及中等風(fēng)化砂巖夾泥質(zhì)粉砂巖組成，邊坡巖體類型為Ⅲ類，等效內(nèi)摩擦角ψe取53°（泥質(zhì)粉砂巖）～56°（砂巖）；為挖方巖質(zhì)邊坡，邊坡坡向約184°。邊坡直立切坡后，邊坡上部土體厚度小，穩(wěn)定性較好；

巖層層面與邊坡坡向夾角為18°，層面外傾，為順向坡，可能沿不利外傾結(jié)構(gòu)面和不利外傾組合結(jié)構(gòu)面產(chǎn)生整體失穩(wěn)滑塌或局部破碎巖體滑塌塊掉，邊坡穩(wěn)定性差。

該段分三階支擋，下階采用抗滑樁+錨索支擋，中階采用抗滑樁+錨索支擋，上階采用板肋式錨桿擋墻4支擋。每階高度均為5m，坡頂均按26°放坡。上階采用板肋式錨桿擋墻支擋，肋柱嵌入地表以下500mm；錨桿與水平面夾角為15°，均采用全粘結(jié)形錨桿，錨入破裂線外不小于3.0m。采用逆做法施工，分級(jí)分段開(kāi)挖，每級(jí)開(kāi)挖高度不大于2.5m，每段開(kāi)挖長(zhǎng)度不大于20m。

圖7

第三段挖方巖質(zhì)邊坡（圖8）；長(zhǎng)約93.50m，高5.90m～13.70m，邊坡前緣為規(guī)劃的重慶涪陵龍橋熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目一般建（構(gòu)）筑物，后緣有公路，按《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》（GB50330-2002）表3.2.1劃分，破壞后果嚴(yán)重，邊坡安全等級(jí)為二級(jí)。

圖8

坡體物質(zhì)由0.10m～1.60m砂土、粉質(zhì)黏土強(qiáng)～中等風(fēng)化砂巖、粉砂質(zhì)泥巖組成，邊坡巖體類型為Ⅲ類，等效內(nèi)摩擦角ψe取52°（粉砂質(zhì)泥巖）～56°（砂巖）；為挖方巖質(zhì)邊坡，邊坡坡向總體約284°。邊坡直立切坡后，邊坡上部土體厚度小，穩(wěn)定性較好。

巖層層面與邊坡坡向相切(大角度相交或垂直)，為切向坡；可能沿不利外傾結(jié)構(gòu)面和不利外傾組合結(jié)構(gòu)面產(chǎn)生整體失穩(wěn)滑塌或局部破碎巖體滑塌塊掉，邊坡穩(wěn)定性差。

該段采用30°放坡+板肋式錨桿擋墻支擋，錨桿與水平面夾角為15°，均采用全粘結(jié)形錨桿（圖9）。

圖9

5 結(jié)語(yǔ)

在僅考慮開(kāi)挖因素和目前的計(jì)算條件下，巖石高邊坡在開(kāi)挖完成后，坡體整體和局部均是穩(wěn)定的。

本工程高邊坡的治理中，合理確定邊坡的支護(hù)數(shù)量和錨索參數(shù)，各重要部位的邊坡處理措施都為今后的工程提供了合理的借鑒，同時(shí)也為項(xiàng)目的廠平順利開(kāi)挖到設(shè)計(jì)高程奠定了基礎(chǔ)。

[1] 閆寒.建筑學(xué)場(chǎng)地設(shè)計(jì)，2010

[2] 肖海波.戛灑江水電站溢洪道巖質(zhì)高邊坡穩(wěn)定性數(shù)值分析，2005

[3] 陳祖煜.巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定分析—原理 方法 程序[M].中國(guó)水利水電出版社，2005

[4] 孫東亞, 陳祖煜, 杜伯輝,曹永成.邊坡穩(wěn)定評(píng)價(jià)方法體系及其修正.巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào), 1997勞

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.13.041