老撾南歐江六級電站邊坡工程設計

崔 留 杰

(中國電建集團昆明勘測設計研究院有限公司，云南 昆明 650051)

老撾南歐江六級電站邊坡工程設計

崔 留 杰

(中國電建集團昆明勘測設計研究院有限公司，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)對邊坡的穩定性進行了對比計算，得出的計算結果為工程的順利推進提供了科學保障。

電站，溢洪道，壩肩，高邊坡，穩定分析

1 工程概述

老撾南歐江六級電站開發任務以發電為主，水庫正常蓄水位510 m，相應庫容4.09×108m3，死水位490 m，死庫容1.63×108m3，調節庫容2.46×108m3，具有季調節性能，電站裝機容量180 MW，多年平均發電量7.26億kWh，裝機年利用小時數4 033 h，電站發電效益顯著。

工程主要建筑物包括復合土工膜面板壩、引水系統及地面廠房、溢洪道、導流兼放空洞及護岸工程等。工程等別為二等，工程規模為大(2)型。主要建筑物(擋水、泄洪和引水發電建筑物)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年一遇洪水設計，5 000年一遇洪水校核；發電建筑物按100年一遇洪水設計，500年一遇洪水校核；消能防沖建筑物按50年一遇洪水設計。

2 邊坡工程地質條件

2.1 溢洪道邊坡工程地質條件

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，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粉～細砂巖，第四系覆蓋層厚度較小，一般小于10 m。未發現規模較大的斷層發育，順層擠壓面(帶)和板理發育。巖體風化較強，山梁下部分布有厚約20 m～25 m的全風化巖體，強風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化巖體和部分全強風化巖體，邊坡設計開挖坡比為1∶0.3，開挖后邊坡層面反傾，邊坡整體穩定性較好。

2.2 壩肩邊坡工程地質條件

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化巖體組成。邊坡部位無大的構造帶分布，結構面以節理及擠壓帶為主，邊坡穩定條件總體較好，其穩定性主要受結構面的影響，失穩形式主要為掉塊或小規模的平面型滑移失穩，其中右岸部分地段順層板理發育，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化巖體構成的邊坡主要為散體結構及碎裂結構，邊坡穩定條件差。覆蓋層邊坡主要失穩破壞模式為沿覆蓋層表部或與基巖接觸面的小規模塌滑，強風化巖質邊坡主要失穩破壞模式為沿結構面組合切割產生的掉塊或小規模的平面型滑動破壞，也可產生圓弧型滑動失穩破壞。

3 計算工況及參數

3.1 計算工況及邊坡等級

根據自然條件對邊坡穩定的影響，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計地震加速度為0.25g，地震作用的效應折減系數取0.25，動態分布系數為1.5。

根據DL/T 5353—2006水電水利工程邊坡設計規范，并結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，邊坡設計安全系數見表1。

表1 邊坡設計安全系數

3.2 計算剖面及參數

邊坡計算采用參數見表2，計算剖面見圖1，圖2。

表2 邊坡穩定計算巖體力學參數表

4 邊坡穩定性計算結果分析[1]

4.1 溢洪道邊坡穩定性分析

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

溢洪道邊坡開挖過程中視地質揭露情況適當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定的影響，在整個開挖邊坡坡面設置排水孔，排水孔長6 m～8 m；在

坡頂和馬道內側設置截、排水溝。

表3 溢洪道邊坡安全系數表

4.2 左壩肩邊坡穩定性分析

左壩肩邊坡開挖后主要出露強風化巖體。邊坡設計開挖坡比為1∶1，開挖后邊坡整體穩定性較好，但坡頂覆蓋層穩定性安全系數不能滿足規范要求，需要進行適當支護，并調整開挖坡比。采用系統錨桿和掛網噴混凝土方式進行支護后，坡頂覆蓋層安全系數能滿足要求，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格梁進行防護。強風化層采用系統錨桿進行支護，局部設置隨機錨索。

左壩肩邊坡不同工況計算最危險滑弧位置見圖4，安全系數見表4。

表4 左壩肩邊坡安全系數表

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 結語

目前，南歐江六級電站已經順利完建并下閘蓄水發電(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)進行對比計算結果的分析成果為依據，制定合適的開挖及支護措施，能夠科學指導工程的順利推進。

[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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