小湾水电站右岸高边坡开挖支护安全措施

摘 要：小湾水电站边坡工程地段山高谷深，地势陡竣，呈现典型的沟梁相间的地貌格局，两岸边坡地形、地质及水文条件复杂，坝前冲沟分布有规模巨大的第四系崩塌堆积覆盖物，枢纽区岩质边坡风化、卸荷等地质物理现象发育，地应力中等偏高，天然地下水普遍埋深较浅；因建筑物布置需要而引起的边坡开挖工程量巨大。施工难度大，技术要求高，安全形势严峻，合理的安全措施，是确保安全是保证施工进度的重要条件。

Abstract: a lot of Xiaowan Hydropower Station slope engineering with high mountains and deep, steep terrain,, shows the typical channel beam and cross slope topography, landforms, geology and hydrology condition complex, in front of the dam of gully distribution has a huge avalanche deposit Quaternary covering area of hub, rock slope, unloading and other geological and physical weathering the phenomenon of stress development, medium high, natural groundwater generally is buried shallower; because of building layout needs caused by the huge amount of excavation. Big construction difficulty, high technical requirements, safety situation is grim, reasonable safety measures, safety is the important condition to ensure the construction progress.

关键词： 小湾水电站高边坡开挖支护安全措施

Key words: Xiaowan Hydropower Station high slope excavation safety measures

中图分类号：TV5文献标识码：A 文章编号：

小湾工程边坡基本地质条件

小湾水电站位于云南省西部南涧县与凤庆县交界的澜沧江中游河段，系澜沧江中下游河段规划八个梯级中的第二级，为澜沧江梯级开发的关健性工程。小湾水电站工程属大(1)型一等工程，永久性主要水工建筑物为一级建筑物。工程以发电为主，兼有防洪、灌溉、拦沙及航运等综合利用效益。

小湾电站坝址区澜沧江深切，河谷呈基本对称的“V”型，枯水期河水面高程约988米。河床与两岸最邻近的山峰高差达1千余米，两岸山势雄浑，谷坡高陡。在高程1600米以下两岸岸坡坡度一般为30°～50°，平均坡度为40°，1600米高程以上，地形渐缓。两岸冲沟发育，呈现沟梁相间的地貌形态。冲沟底部一般有第四系堆积物分布，其中左岸饮水沟至②号山梁山脊之间的山坡上分布有饮水沟堆积体，分布高程1130m～1600m，厚度一般为30m～37m，最大为60.63m，平均35m。右岸大椿树沟内1170m～1770m高程分布有大椿树沟堆积体，厚度一般为20m～30m，最厚达50.70m。此外，右岸高程1130m以下的大部分山坡地段分布有第四系覆盖层，厚度一般为5m～31m。

坝址地段分布岩层为时代不明的中深变质岩系(m)和第四系(Q).基岩岩性主要为黑云花岗片麻岩和角内斜长片麻岩。枢纽区岩层呈单斜构造横河向分布，陡倾上游，片麻理及片理总体产状为N75°～85°W，NEL75°～90°。由于枢纽区经受多期构造活动，破裂结构面较发育。已查明枢纽区无Ⅰ级断层分布，Ⅱ级断层仅有一条F7，对边坡稳定有影响的Ⅲ级断层有F3、F5、F10、F11、F19、F20、F22、F23 F30等10条。其它为ⅠⅤ、Ⅴ级结构面。

F7在坝前右岸大椿树沟至右岸饮水沟一线通过。横穿右岸缆机平台，与坝踵之间最近距离50m，总体产状为EW、NL74°～90°，破碎带总宽18.6m～37m，其中主裂带宽度一般为0.8m～2.5m，主要由灰白色断层泥和泥化磨棱岩组成。断层对两岸缆机边坡和电站进水口边坡的稳定条件均有影响。

Ⅲ级断层以陡倾角为主，其走向主要为NWW向。

坝址地段岩体风化以表层均匀风化为主。坝区两岸强风化岩层底界埋深（铅直）一般为10m～20m，局部可达39m，弱风化岩体底界埋深一般为30m～55m，局部可达70m～88m。

坝址地段河谷深切，岸坡陡峻，两岸山坡岩体卸荷作用强烈，卸荷裂隙发育。在山脊部位强卸荷深度一般10m～30m，卸荷深度一般40m～90m，冲沟部位强卸荷深度一般3m～20m，卸荷深度一般15m～55m。卸荷裂隙按产状分为两组，一组是陡倾角的卸荷拉张裂隙，另一组是顺坡倾斜的中缓倾角剪切裂隙。其中剪切裂隙倾角一般在30°～45°之间，剪切带大多分布在强风化带及弱风化带上段岩体中，裂隙多呈张开状，受切割的岩体多呈薄片状、薄板状或破碎状，其延伸长度在山坡表部的强风化带中一般超出15m，在弱风化上段岩体中最大延伸15m；拉张裂隙多沿陡倾角节理产生，在空间上常与中缓倾角剪切裂隙组合成阶梯状，在地表浅部拉张裂隙一般张开几厘米到几十厘米，光填岩块、岩屑和次生泥，在深部（弱微风化带中）一般张开几毫米至几厘米，仅有细粒次生泥充填，拉张裂隙沿走向延伸长度一般为10m～20m。

坝区地下水主要为基岩裂隙潜水，在堆积体部位存在上层滞水等，地下水补给来源主要为大气降水。基岩裂隙潜水铅直埋深一般为40m～70m，地下水力坡度约为30°～32°。

2 工程特性及高边坡变形失稳机制

小湾水电站边坡工程地段山高谷深，地势陡竣，呈现典型的沟梁相间的地貌格局，两岸边坡地形、地质及水文条件复杂，坝前冲沟分布有规模巨大的第四系崩塌堆积覆盖物，枢纽区岩质边坡风化、卸荷等地质物理现象发育，地应力中等偏高，天然地下水普遍埋深较浅；因建筑物布置需要而引起的边坡开挖工程量巨大，两岸河水面以上主体建筑物边坡开挖与清理的土石方约2000万方，自拱坝基础最低高程953m至边坡顶部开口线间的最大坡高：左岸为692m，右岸为577m。其中右岸坝前边坡集高低缆机基础、电站进水口、拱坝、水垫塘四大建筑物开挖边坡于一体，采取了“弱开挖、强支护”的设计原则，岩质边坡设计坡比在直立坡－－1：0.75之间，覆盖层堆积体边坡设计坡在1：0.5－－1：1之间，工程边坡普遍偏陡，施工期边坡稳定问题较为突出。根据地质特性掌握边坡变形失稳的机制，针对性地采取各种有效的工程措施，对于确保施工期边坡稳定，安全快速地进行高边坡施工具有重大意义。

小湾工程开挖边坡的稳定条件主要受第四系覆盖层和强风化、强卸荷岩体及近SN向的顺坡中缓倾角结构面控制，边坡主要的变形破坏型式见表1。