縉云抽水蓄能電站節(jié)理巖體邊坡開(kāi)挖穩(wěn)定性綜合評(píng)價(jià)

史作言， 吳小林， 鮑利佳， 王 健， 張文濤， 祁長(zhǎng)青

（1.縉云抽水蓄能有限公司，浙江麗水 321400； 2.河海大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院，南京 211100）

在山區(qū)進(jìn)行工程建設(shè)，由于場(chǎng)地條件的限制，往往需要進(jìn)行邊坡的開(kāi)挖施工，不恰當(dāng)?shù)拈_(kāi)挖設(shè)計(jì)往往會(huì)導(dǎo)致邊坡的失穩(wěn)，帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡［1-3］，因此在邊坡開(kāi)挖設(shè)計(jì)前需要對(duì)邊坡的穩(wěn)定性進(jìn)行詳細(xì)的評(píng)價(jià)，從而能夠深入地了解和分析邊坡開(kāi)挖后的穩(wěn)定性特征，對(duì)可能出現(xiàn)的問(wèn)題提出適當(dāng)?shù)奶幚泶胧?，確保工程的安全.

對(duì)于巖質(zhì)邊坡而言，其穩(wěn)定性與巖體質(zhì)量和巖體結(jié)構(gòu)特征密切相關(guān)［4-5］，因此現(xiàn)場(chǎng)詳細(xì)的巖體結(jié)構(gòu)特征調(diào)查和勘查及室內(nèi)物理力學(xué)試驗(yàn)是巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)中必不可少的部分，能夠?yàn)檫吰碌姆€(wěn)定性評(píng)價(jià)提供詳細(xì)的基礎(chǔ)參數(shù)［6］，從而選擇合適的評(píng)價(jià)方法對(duì)邊坡的穩(wěn)定性進(jìn)行定性和定量的評(píng)價(jià). 常用的巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)方法有運(yùn)動(dòng)學(xué)方法、極限平衡法和數(shù)值模擬方法. 運(yùn)動(dòng)學(xué)分析法是節(jié)理巖體邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)的最常用方法之一，利用赤平投影及矢量代數(shù)理論，只需要考慮結(jié)構(gòu)面及坡面的空間組合規(guī)律而不涉及巖土體的受力特征，簡(jiǎn)單方便，特別適用于節(jié)理巖體邊坡的破壞模式分析和初步穩(wěn)定性評(píng)價(jià)［7-11］. 在此基礎(chǔ)上，通過(guò)計(jì)算邊坡的安全系數(shù)和應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)可以定量評(píng)價(jià)邊坡的穩(wěn)定性. 極限平衡方法可以考慮破壞面的抗剪強(qiáng)度參數(shù)和受力特性，能夠快速給出符合實(shí)際的穩(wěn)定性定量評(píng)價(jià)指標(biāo)，在邊坡穩(wěn)定性分析中獲得廣泛應(yīng)用.但極限平衡方法較為簡(jiǎn)單，無(wú)法考慮復(fù)雜的邊界條件和巖體結(jié)構(gòu)性，同時(shí)也無(wú)法獲得巖體的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)，需要結(jié)合數(shù)值模擬方法進(jìn)行分析，從而能夠深入了解邊坡的穩(wěn)定性機(jī)理. 張偉星［12］將有限元法和極限平衡法相結(jié)合，通過(guò)與單一方法的對(duì)比，證明了該種綜合方法在不同工況下計(jì)算邊坡安全系數(shù)的準(zhǔn)確性. 周東升和楊鳳蕓［13］利用PLAXIS 程序通過(guò)正交試驗(yàn)方法分析了五種影響邊坡穩(wěn)定性的參數(shù)，并得出黏聚力和內(nèi)摩擦角是影響穩(wěn)定性的最重要因素. 張東良、陳思嬌、趙虎等［14-16］利用有限元強(qiáng)度折減法和極限平衡法分別評(píng)估和計(jì)算邊坡的穩(wěn)定性，得到了兩種方法的適用條件及優(yōu)缺點(diǎn). 陳祖煜、馮樹(shù)人、張均鋒、鄭宏等［17-20］將二維的極限平衡法拓展到三維，在對(duì)傳統(tǒng)條分法進(jìn)行進(jìn)一步拓展的基礎(chǔ)上，也能更好地處理地質(zhì)分層和水壓力等復(fù)雜條件. 鄒廣電和魏汝龍［21］改良了原有的極限平衡求解方法，從更普遍和廣義的角度著手，建立更為嚴(yán)格的普遍極限平衡法，同時(shí)針對(duì)該種方法，利用工程實(shí)例驗(yàn)證所建立的理論及數(shù)值方法的正確性和可行性. 由此可見(jiàn)，極限平衡法和數(shù)值模擬的方法在巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析中具有廣泛的應(yīng)用.

本文針對(duì)縉云抽水蓄能電站開(kāi)關(guān)站邊坡開(kāi)挖工程，基于詳細(xì)的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查、勘查和室內(nèi)物理力學(xué)試驗(yàn)，對(duì)巖體質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)，獲得巖體的質(zhì)量等級(jí)和力學(xué)參數(shù)，在此基礎(chǔ)上，采用運(yùn)動(dòng)學(xué)方法確定邊坡可能的破壞模式，并采用極限平衡法對(duì)各破壞模式的穩(wěn)定性進(jìn)行評(píng)價(jià)，獲得定量的穩(wěn)定性指標(biāo)，評(píng)價(jià)邊坡的整體安全性，最后結(jié)合離散單元模擬結(jié)果，詳細(xì)了解巖體的受力狀態(tài)和穩(wěn)定性機(jī)理，為邊坡的開(kāi)挖設(shè)計(jì)和施工提供參考.

1 工程概況

縉云抽水蓄能電站位于浙江麗水市縉云縣境內(nèi). 工程樞紐建筑物主要由上水庫(kù)（壩）、下水庫(kù)（壩）、輸水系統(tǒng)、地下廠房及地面開(kāi)關(guān)站等組成，總裝機(jī)容量為1800 MW. 上水庫(kù)位于縉云縣方溪鄉(xiāng)漕頭村，天然庫(kù)盆為山澗洼地，下水庫(kù)位于方溪鄉(xiāng)的龍宮洞電站至方溪二級(jí)水電站之間的方溪上游河段，輸水系統(tǒng)位于上水庫(kù)右岸與下水庫(kù)右岸庫(kù)尾山體內(nèi)，總長(zhǎng)3 391.00～3 424.50 m，電站最大凈水頭626.60 m，最小凈水頭561.9 m.地下廠房采用中部開(kāi)發(fā)方式，主副廠房洞開(kāi)挖尺寸218.0 m×24.5 m×55.0 m（長(zhǎng)×寬×高）. 開(kāi)關(guān)站位于下水庫(kù)庫(kù)尾方溪鄉(xiāng)佛堂坑左側(cè)邊坡上，坡腳高程為430 m，開(kāi)關(guān)站建基面高程為439.5 m. 開(kāi)關(guān)站的修建需要對(duì)邊坡進(jìn)行開(kāi)挖，開(kāi)挖寬度為120 m，最大水平開(kāi)挖深度約為40 m，開(kāi)挖方量約11萬(wàn)m3. 開(kāi)關(guān)站邊坡擬采用三級(jí)邊坡開(kāi)挖：第一級(jí)邊坡高程范圍為439.5～454.5 m，邊坡梯段高度15 m，正坡開(kāi)挖坡比1∶0.3，側(cè)坡開(kāi)挖坡比1∶0.5；第二級(jí)邊坡高程范圍為454.5～469.5 m，邊坡梯段高度15 m，正坡開(kāi)挖坡比1∶0.5，側(cè)坡開(kāi)挖坡比1∶0.75；第三級(jí)邊坡高程在469.5 m以上，邊坡梯段高度0～10 m，開(kāi)挖坡比1∶0.5. 邊坡上在高程454.5 m 和469.5 m 處各設(shè)一級(jí)馬道，寬度3 m. 邊坡開(kāi)挖設(shè)計(jì)縱剖面圖見(jiàn)圖1.

圖1 邊坡典型設(shè)計(jì)開(kāi)挖剖面Fig.1 Typical design cross section

開(kāi)挖后邊坡的坡腳處將建設(shè)電站的開(kāi)關(guān)站等重要建筑物，在邊坡內(nèi)部繼續(xù)開(kāi)挖地下廠房的出線隧洞，因此對(duì)邊坡的穩(wěn)定性要求更高，邊坡的穩(wěn)定性對(duì)于電站建設(shè)的順利進(jìn)行和安全運(yùn)營(yíng)至關(guān)重要.

2 研究區(qū)工程地質(zhì)條件

開(kāi)關(guān)站位于縉云縣方溪鄉(xiāng)佛堂坑左岸坡，邊坡坡向?yàn)?1°，邊坡總體坡度較平緩，天然坡度20°～35°，普遍被第四紀(jì)坡積層覆蓋，地表分布竹林和樹(shù)林，在邊坡開(kāi)挖前地表植被和覆蓋層已經(jīng)被清除，清坡后的邊坡地形特征見(jiàn)圖2. 為查明邊坡巖體質(zhì)量，為邊坡的設(shè)計(jì)和穩(wěn)定性評(píng)價(jià)提供詳細(xì)的基礎(chǔ)資料，對(duì)邊坡巖體結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行了詳細(xì)的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查和勘查. 邊坡基巖為燕山期鉀長(zhǎng)花崗巖，肉紅色，細(xì)粒結(jié)構(gòu)，研究區(qū)無(wú)大型斷裂帶及褶皺構(gòu)造. 現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查共統(tǒng)計(jì)了260條節(jié)理，采用DIPS 軟件對(duì)節(jié)理進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，DIPS 軟件是用于描述節(jié)理和節(jié)理分布的統(tǒng)計(jì)分析軟件，通過(guò)輸入節(jié)理產(chǎn)狀數(shù)據(jù)分析可以得出危險(xiǎn)的節(jié)理面，并進(jìn)行地質(zhì)方位數(shù)據(jù)的交互式分析和穩(wěn)定性的運(yùn)動(dòng)學(xué)評(píng)價(jià). 各結(jié)構(gòu)面的下半球等角度極點(diǎn)赤平投影見(jiàn)圖3. 根據(jù)圖3可以將研究區(qū)巖體節(jié)理分為四組，各節(jié)理組產(chǎn)狀分別為J1：55°∠65°，J2：1°∠36°，J3：210°∠69°，J4：147°∠72°. 巖體結(jié)構(gòu)面大多平直粗糙，延伸好，結(jié)構(gòu)面間距為0.5～2.0 m，結(jié)構(gòu)面大多閉合，無(wú)填充，側(cè)壁有鐵錳渲染.

圖2 研究邊坡概況Fig.2 View of the study slope

圖3 邊坡基巖節(jié)理統(tǒng)計(jì)圖Fig.3 Stereographic projection of the joint sets in the study slope

為探明邊坡內(nèi)部巖體結(jié)構(gòu)和風(fēng)化帶分布特征，在邊坡區(qū)布設(shè)了10 個(gè)勘查鉆孔，鉆孔深度15.0～45.9 m. 鉆孔揭示全風(fēng)化層厚度為0.55～5.40 m，強(qiáng)風(fēng)化層厚度為0.20～4.70 m，弱風(fēng)化層未揭穿，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)巖芯統(tǒng)計(jì)，弱風(fēng)化花崗巖的RQD值處于57%到94%之間，平均值為70.6%，巖體完整性中等到好.

邊坡表層沖溝不發(fā)育，僅在場(chǎng)地中部發(fā)育一淺蝕坳溝，勘察期間未見(jiàn)流水. 研究區(qū)地下水以孔隙潛水為主，主要賦存于第四系覆蓋層內(nèi)，地下水位埋深為2.30～15.60 m.

3 邊坡巖體質(zhì)量評(píng)價(jià)及力學(xué)參數(shù)獲取

由于邊坡的全風(fēng)化層和強(qiáng)風(fēng)化層在開(kāi)挖過(guò)程中將被開(kāi)挖掉，所以本文重點(diǎn)研究弱風(fēng)化花崗巖層的物理力學(xué)參數(shù)，從而為邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)和開(kāi)挖設(shè)計(jì)提供參考和依據(jù).

首先，采取現(xiàn)場(chǎng)鉆孔試樣，依據(jù)《工程巖體試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 50266—2013）對(duì)試樣進(jìn)行加工，制得試樣高度為100 mm，試樣的高度與直徑之比為2.0，進(jìn)行物理屬性試驗(yàn)和抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，獲得試樣的密度、孔隙率、單軸抗壓強(qiáng)度、變形模量和泊松比等物理力學(xué)參數(shù)，見(jiàn)表1.

表1 花崗巖試樣物理力學(xué)參數(shù)Tab.1 Physical and mechanical properities of intact granite

為了考慮節(jié)理性狀對(duì)巖體力學(xué)參數(shù)的影響，邊坡巖體力學(xué)參數(shù)依據(jù)CSMR 方法進(jìn)行估算. CSMR 是在RMR 法和SMR 法的基礎(chǔ)上修正而來(lái)，被廣泛應(yīng)用于邊坡巖體質(zhì)量評(píng)價(jià)和參數(shù)估算. CSMR分類主要包括兩部分，一部分是巖體基本質(zhì)量（RMR），由巖石強(qiáng)度、巖石質(zhì)量指標(biāo)RQD值、結(jié)構(gòu)面間距、結(jié)構(gòu)面性狀、地下水條件五個(gè)因素決定，另外一部分是對(duì)邊坡的影響因素進(jìn)行修正，包括坡高、邊坡開(kāi)挖方法、結(jié)構(gòu)面，其表達(dá)式如式（1）：

式中：ξ為坡高系數(shù)；F1為反映結(jié)構(gòu)面和坡面傾向關(guān)系的系數(shù)，F(xiàn)2反映結(jié)構(gòu)面傾角大小關(guān)系的系數(shù)，F(xiàn)3為反映結(jié)構(gòu)面和坡面傾角相互關(guān)系的系數(shù)；F4為邊坡開(kāi)挖系數(shù)；其中坡高系數(shù)ξ按公式（2）進(jìn)行計(jì)算：

式中：H為邊坡高度，m.

依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)結(jié)構(gòu)面調(diào)查和室內(nèi)試樣力學(xué)試驗(yàn)結(jié)果，邊坡巖體的RMR指標(biāo)和CSMR指標(biāo)分別見(jiàn)表2和表3.依據(jù)CSMR指標(biāo)，邊坡巖體質(zhì)量評(píng)價(jià)為中等，等級(jí)為Ⅲ級(jí)，對(duì)應(yīng)力學(xué)參數(shù)取值見(jiàn)表4，其中抗剪強(qiáng)度指標(biāo)選取依據(jù)RMR方法建議值，變形模量由式（3）獲得.

表2 巖體質(zhì)量評(píng)價(jià)RMR指標(biāo)計(jì)算表Tab.2 RMR parameters and calculated RMR value

表3 巖體質(zhì)量評(píng)價(jià)CSMR指標(biāo)計(jì)算表Tab.3 CSMR parameters and calculated CSMR value

表4 邊坡巖體力學(xué)參數(shù)Tab.4 Mechanical parameters of slope rock mass

4 邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)

4.1 邊坡破壞模式分析

運(yùn)動(dòng)學(xué)分析法基于結(jié)構(gòu)面空間分布特征進(jìn)行邊坡的穩(wěn)定性評(píng)價(jià)，利用結(jié)構(gòu)面的赤平投影圖分析邊坡的破壞模式和穩(wěn)定性特征. 由于其原理簡(jiǎn)單清楚，操作方便，在節(jié)理巖體邊坡初步穩(wěn)定性評(píng)價(jià)中獲得廣泛應(yīng)用，主要用來(lái)分析邊坡的平面滑動(dòng)、楔形體滑動(dòng)和傾倒變形的可能性，DIPS軟件的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析功能可以方便地對(duì)巖體的破壞模式進(jìn)行分析.

平面滑動(dòng)模式中考慮結(jié)構(gòu)面與坡面傾向相近（相差20°以內(nèi)），結(jié)構(gòu)面傾角小于坡面傾角，而大于結(jié)構(gòu)面內(nèi)摩擦角，根據(jù)赤平投影圖，可能破壞區(qū)投影如圖4中陰影部分所示. 從圖4中可以看出，節(jié)理組2的大部分極點(diǎn)都會(huì)落入平面滑動(dòng)的破壞區(qū)內(nèi)，發(fā)生破壞的可能性的統(tǒng)計(jì)結(jié)構(gòu)面極點(diǎn)數(shù)為37 個(gè)，占總結(jié)構(gòu)面數(shù)的14.23%. 由于結(jié)構(gòu)面延伸性較好，與邊坡面相交，邊坡有沿節(jié)理組2發(fā)生平面滑動(dòng)的可能性.

圖4 平面滑動(dòng)模式的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析圖Fig.4 Kinematic result of planar failure

對(duì)于楔形體滑動(dòng)的破壞模式，構(gòu)成楔形體的兩組結(jié)構(gòu)面交線的傾向與邊坡傾向相近但其傾角小于坡面傾角，并且大于節(jié)理面摩擦角，如圖5中陰影部分所示. 可以看出，節(jié)理組2和節(jié)理組1投影的交點(diǎn)落入楔形體破壞區(qū)內(nèi)，說(shuō)明由節(jié)理組1和2構(gòu)成的楔形體有發(fā)生破壞的可能性.

圖5 楔形體滑動(dòng)模式的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析圖Fig.5 Kinematic result of wedge failure

發(fā)生傾倒變形的結(jié)構(gòu)面走向近似平行于坡面（小于30°），結(jié)構(gòu)面傾角大于其內(nèi)摩擦角，并且破壞面位于坡內(nèi)，如圖6所示. 可以看出，節(jié)理組3的大部分和節(jié)理組4的小部分極點(diǎn)落入破壞區(qū)以內(nèi)，說(shuō)明節(jié)理組3和節(jié)理組4切割巖體有發(fā)生傾倒變形的可能性.

圖6 傾倒變形模式的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析圖Fig.6 Kinematic result of toppling

4.2 滑動(dòng)穩(wěn)定性評(píng)價(jià)

為定量評(píng)價(jià)平面滑動(dòng)和楔形體滑動(dòng)模式的穩(wěn)定性，采用極限平衡分析法對(duì)沿節(jié)理組2發(fā)生平面滑動(dòng)和沿節(jié)理組1和2交線發(fā)生楔形體滑動(dòng)的安全系數(shù)進(jìn)行了計(jì)算. 計(jì)算分別采用Rocscience 公司的RocPlane 軟件和Swedge軟件進(jìn)行. 巖體結(jié)構(gòu)面的力學(xué)性質(zhì)往往具有離散型，因此采用概率分析的方法往往比采用均值計(jì)算的確定性方法更符合實(shí)際. 在概率計(jì)算時(shí)為了考慮結(jié)構(gòu)面力學(xué)參數(shù)的隨機(jī)特征，將摩擦角和黏聚力看作隨機(jī)參數(shù)，服從正態(tài)分布，均值取表4中的值，變異系數(shù)按照經(jīng)驗(yàn)取0.1，采用Monte Carlo法產(chǎn)生1000組隨機(jī)參數(shù)組合，參數(shù)控制在均值附近3倍均方差區(qū)間內(nèi)，根據(jù)隨機(jī)生成的參數(shù)計(jì)算安全系數(shù)的分布范圍和破壞概率.

圖7為沿節(jié)理組2發(fā)生平面滑動(dòng)的安全系數(shù)分布范圍. 圖中橫坐標(biāo)為概率計(jì)算獲得的安全系數(shù)分布范圍，縱坐標(biāo)為各安全系數(shù)在1000次概率計(jì)算中出現(xiàn)的頻次，從中可以看出安全系數(shù)的相對(duì)集中度和出現(xiàn)概率，同時(shí)可以根據(jù)安全系數(shù)小于1的出現(xiàn)次數(shù)與總計(jì)算次數(shù)的比值獲得破壞概率的值. 從圖7 中可以看出，邊坡發(fā)生平面滑動(dòng)的安全系數(shù)分布范圍為1.70～3.23，平均值為2.38，沒(méi)有出現(xiàn)安全系數(shù)小于1 的情況，破壞概率為0，說(shuō)明此滑移模式下邊坡穩(wěn)定性較好，邊坡發(fā)生平面滑動(dòng)的可能性較小.

圖7 沿節(jié)理組2平面滑動(dòng)的安全系數(shù)Fig.7 Safety factor of slope sliding along joint set 2

圖8 為節(jié)理組1 和2 組合形成楔形體滑動(dòng)模式的邊坡安全系數(shù)分布及出現(xiàn)頻次的柱狀圖，從圖中可以看出，楔形體滑動(dòng)的安全系數(shù)最小值為2.37，最大值為4.36，平均安全系數(shù)值為3.32，同樣沒(méi)有出現(xiàn)安全系數(shù)小于1的工況，破壞概率為0，說(shuō)明邊坡不太可能發(fā)生大規(guī)模的楔形體滑動(dòng).

圖8 楔形體滑動(dòng)的安全系數(shù)Fig.8 Safety factor of wedge failure of the slope

由于邊坡節(jié)理較為發(fā)育，節(jié)理延伸較好，有發(fā)生傾倒和局部崩塌掉塊的可能性，需進(jìn)一步結(jié)合數(shù)值模擬方法對(duì)此進(jìn)行詳細(xì)研究. 本文采用UDEC離散單元軟件對(duì)開(kāi)挖邊坡的穩(wěn)定性進(jìn)行評(píng)價(jià)，離散單元計(jì)算剖面選為邊坡縱剖面，各節(jié)理組按照視傾角投影到計(jì)算剖面上，為了計(jì)算方便和顯示清晰，節(jié)理組間距取為現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)的較大值，即2.0 m. 模型中巖塊采用線彈性本構(gòu)模型模擬，節(jié)理采用彈塑性模型模擬，服從摩爾-庫(kù)倫破壞準(zhǔn)則. 巖塊參數(shù)和節(jié)理參數(shù)分別采用表1和表4參數(shù). 邊坡原始模型網(wǎng)格和開(kāi)挖計(jì)算結(jié)果分別如圖9和圖10所示.

圖9 邊坡原始離散單元模型Fig.9 Initial distinct element model of the study slope

圖10 邊坡開(kāi)挖離散單元計(jì)算結(jié)果Fig.10 Distinct element result after the excavation of the slope

圖10中紅色線代表節(jié)理發(fā)生剪切錯(cuò)動(dòng)的部位，而藍(lán)色線表示可能發(fā)生拉張破壞的位置. 從圖10中可以看出，在邊坡開(kāi)挖以后，邊坡整體穩(wěn)定性較好，沒(méi)有大范圍的連續(xù)剪切或者拉張破壞區(qū)域. 但在開(kāi)挖邊坡的頂部位置，近坡表的節(jié)理發(fā)生剪切變形，坡頂局部塊體有發(fā)生剪切破壞的可能性，而在開(kāi)挖臺(tái)階處，近地表節(jié)理發(fā)生拉張破壞，有發(fā)生崩塌破壞的可能性，雖然范圍很小，但在開(kāi)挖時(shí)應(yīng)予以關(guān)注，并及時(shí)實(shí)施合理的支護(hù)措施.

5 結(jié)果和討論

縉云抽水蓄能電站開(kāi)關(guān)站邊坡基巖為弱風(fēng)化花崗巖，巖體節(jié)理發(fā)育，因?yàn)殚_(kāi)關(guān)站的建設(shè)，需要對(duì)邊坡進(jìn)行開(kāi)挖，開(kāi)挖水平深度約40 m，開(kāi)挖后整體坡度約為60°. 為了保證開(kāi)挖施工的順利進(jìn)行和開(kāi)關(guān)站的安全，需要對(duì)開(kāi)挖邊坡的穩(wěn)定性進(jìn)行評(píng)價(jià). 通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查、現(xiàn)場(chǎng)勘查、運(yùn)動(dòng)學(xué)分析、極限平衡計(jì)算和數(shù)值模擬，對(duì)開(kāi)挖邊坡的可能破壞模式進(jìn)行分析，對(duì)其穩(wěn)定性和失穩(wěn)機(jī)理進(jìn)行評(píng)價(jià)，獲得如下結(jié)論：

1）開(kāi)關(guān)站邊坡基巖主要為弱風(fēng)化鉀長(zhǎng)花崗巖，主要發(fā)育4組節(jié)理，節(jié)理面多平直粗糙，節(jié)理面間距0.5～2.0 m，節(jié)理側(cè)壁有鐵錳渲染. 邊坡巖體質(zhì)量指標(biāo)RQD指標(biāo)介于57%和94%之間，巖體完整性中等到好，根據(jù)CSMR方法評(píng)價(jià)巖體質(zhì)量等級(jí)為III級(jí).

2）運(yùn)動(dòng)學(xué)分析顯示縉云抽水蓄能電站開(kāi)關(guān)站邊坡開(kāi)挖后的可能破壞模式主要是沿著節(jié)理組2的平面滑動(dòng)模式、由節(jié)理組1和2組成的楔形體滑動(dòng)模式和節(jié)理組3、4控制的傾倒變形模式.

3）極限平衡結(jié)果顯示沿節(jié)理組2發(fā)生平面滑動(dòng)模式的安全系數(shù)為1.70至3.23，平均值為2.38，破壞概率為0，由節(jié)理組1和2組成楔形體滑動(dòng)模式的安全系數(shù)為2.37至4.36，平均值3.32，破壞概率同樣為0，說(shuō)明邊坡發(fā)生大規(guī)模滑動(dòng)失穩(wěn)的可能性較低，開(kāi)挖后邊坡整體較為穩(wěn)定.

4）離散單元模擬顯示邊坡整體穩(wěn)定性較好，不具備發(fā)生大規(guī)模剪切破壞和拉張破壞的條件，但在開(kāi)挖邊坡頂部近地表位置，節(jié)理會(huì)發(fā)生剪切錯(cuò)動(dòng)變形，而在開(kāi)挖臺(tái)階處，近坡表巖塊有發(fā)生拉張破壞和崩塌的可能性，在設(shè)計(jì)和施工中需要重點(diǎn)關(guān)注.