赤平投影在評估某大型抽水蓄能電站建設工程邊坡穩定性中的應用

摘要：該大型抽水蓄能電站位于皖南山區，建設工程周邊為巖質邊坡。采用赤平投影方法對巖質邊坡的穩定性進行分析，可以定性評價邊坡可能失穩滑移的方向。借助赤平投影圖進行邊坡穩定性的分析，進而對其發展趨勢進行預測。

關鍵詞：赤平投影；圖解模板；巖質邊坡；穩定性分析

1.工程概況

該大型抽水蓄能電站位于皖南山區，其樞紐工程主要由上水庫、下水庫、輸水發電系統、地下廠房及開關站等工程組成。

2.邊坡穩定性分析

2.1上水庫

兩岸為山包，其中左岸山頂高程為593.20m，右岸山頂高程為596.80m，地形坡度約20°～ 45°，左壩肩邊坡巖性為全風化閃長巖脈，右壩肩邊坡巖性為二長片麻巖，產狀N 10°～ 20°E，NW∠16°～ 21°。覆蓋層主要分布于高程460m～ 500m以下山坡。壩址無大的斷裂、軟弱結構面通過，節理（裂隙）較發育，主要有以下幾組：

①N10°～ 35°E，NW/SE∠70°～ 85°，平行平直發育，延伸較長，間距30cm～50cm；

②N 60°～70°E，NW∠70°～75°，平行平直發育，延伸較長，間距20cm～40cm；

③N 30°～45°E，NW∠45°～55°，平行平直發育，延伸較長，間距20cm～40cm；

④N 40°～50°W，SW∠60°，延伸長，平行發育間距40cm～60cm；

⑤N 20°W，NE∠60°，延伸長，平行發育間距40cm～ 80cm；

根據圖1可知，兩壩肩邊坡穩定性為較穩定。壩肩邊坡開挖，最大切坡高度15m，開挖邊坡穩定性受巖體結構及風化程度控制，總體穩定性較差—不穩定，可能引發和遭受崩塌地質災害。

趾板沿線受溝谷切割，地形起伏較大，第四系覆蓋層厚2.00m～4.58m，下伏基巖為二長片麻巖，局部為閃長巖脈侵入。趾板邊坡開挖后形成的邊坡最大高度約15m，開挖邊坡穩定性受巖體結構及風化程度控制，總體穩定性較差—不穩定，可能引發和遭受崩塌地質災害。

2.2下水庫

溝谷狹窄，兩岸地形基本對稱，呈“V”形，左壩肩地形坡度約30°，右壩肩地形坡度約35°。左壩肩邊坡巖性為二長片麻巖，產狀N 30°～45°E，SE∠26°～45°，右壩肩邊坡巖性為二長片麻巖，產狀N 35°～40°E，SE∠40°。壩肩覆蓋層相對較厚，厚度1.0m～2.5m。

左岸主要有3組：

①N 20°～30°E，NW∠70°～75°，平行發育，面平直，延伸較遠，間距20cm～40cm；

②N 70°～80°E，NW∠75°～80°，平行發育，斷續延伸，間距25cm～55cm；

③N10°～15°E，NW∠70°～75°，面較平直，延伸較遠，間距30cm～50cm；

上述裂隙以①、②組最為發育。

根據圖2可知，左壩肩邊坡穩定性為不穩定。壩肩邊坡開挖，最大切坡高度15m，開挖邊坡穩定性受巖體結構及風化程度控制，總體穩定性較差—不穩定，可能引發和遭受崩塌地質災害。

2.3輸水發電系統

設計底板高程145m，高程148m以下為土質邊坡，第四系覆蓋層厚度約3m～5m，基巖為二長片麻巖，產狀N 50°～65°E，SE∠35°～45°。斷層F1位于進/出水口南東側，距前池約50m～100m，受該斷層影響，邊坡節理面多有擦痕。公路邊坡揭露擠壓破碎帶f3，產狀N 80°E，SE∠80°，擠壓帶寬約0.1m，充填碎裂巖，帶內巖體呈強風化狀，后期張開寬約8cm～10cm，上、下盤影響帶寬約0.3m～0.5m，帶內巖體破碎。節理（裂隙）較發育，主要有以下幾組：

①N 30°E，NW∠65°，面較平直，延伸長，沿面鐵錳質渲染；

②N15°E，NW∠78°，面平直，延伸長，沿面鐵錳質渲染，局部卸荷張開寬2cm～8cm；

③N 72°W，SW∠75°，面不平，延伸較短，斷續平行發育一組，間距0.1cm～0.5m；

④N 60°W，NE∠80°，面較平直，形成陡壁面，沿面鐵錳質渲染；

⑤SN，近⊥，面較平直，沿面鐵錳質渲染。

以①、②、④組為主，③、⑤次之。

根據圖3可知，下水庫進/出水口段邊坡穩定性為較穩定。下水庫進/出水口邊坡開挖，最大切坡高度46.9m，開挖邊坡穩定性受巖體結構及風化程度控制，總體穩定性較差—不穩定，可能引發和遭受崩塌地質災害。

2.4地下廠房及開關站

開關站設計高程188m，長170m，寬40m。開關站處為一巖質邊坡，地形坡度35°～ 40°，基巖為二長片麻巖，產狀 N 50°～ 65°E，SE∠35°～ 45°。開關站場區無較大斷層發育，節理（裂隙）較發育，主要有以下幾組：

①N 25°～40°E，SE∠80°～ 85°，面平直，延伸長，發育間距0.2m～0.4m；

②N 10°W，SW∠65°，延伸長，平行發育間距0.4m～ 0.6m；

③N80°W，SW∠85°，面平直，延伸長，間距0.6m～1m；

④N 5°E，NW∠65°面較平，延伸短，發育間距0.2m～ 0.6m；

其中以①、②組最發育，③、④組節理隨機發育，且一般短小，成組性差。

根據圖4可知，開關站邊坡穩定性為不穩定。開關站邊坡開挖，最大切坡高度40m，開挖邊坡穩定性受巖體結構及風化程度控制，總體穩定性較差—不穩定，可能引發和遭受崩塌地質災害。

開關站主要建設一棟GIS室，基礎型式為條形基礎，開挖深度為2.5m，巖性為全強風化二長片麻巖。根據安徽省的經驗，引發基坑崩塌地質災害的可能性小。

3.發展趨勢進行預測

綜上所述，上水庫壩體、庫區可能引發和遭受崩塌地質災害。在暴雨或重力作用下，可能遭受（沖溝形成的）泥石流地質災害；下水庫壩體、庫區、溢洪道可能引發和遭受崩塌地質災害；輸水發電系統上水庫進/出水口、下水庫進/出水口可能引發和遭受崩塌地質災害；開關站可能引發和遭受崩塌地質災害。

4.結語

利用節理裂隙和巖層產狀數據，采用赤平投影方法對巖質邊坡的穩定性進行分析，可以定性評價邊坡的穩定狀態。借助赤平投影圖進行邊坡的穩定性分析，使問題變得更加直觀，從而使分析更具有效性、實用性和便捷性。

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