水利水电施工工程中边坡开挖支护技术分析

本文以某水电站的左岸高陡边坡为例,该边坡的地质条件比较复杂,通过仔细研究边坡开挖支护技术,有效的加快了开挖的施工进度,使开挖和支护工序的协调推进得到了加强。     

分步开挖卸荷作用下软硬岩互层边坡的稳定性分析

以沪蓉高速公路某软硬互层边坡为例,基于开挖卸荷理论,采用FLAC3D软件进行数值模拟,研究分步开挖卸荷作用对软硬互层边坡稳定性的影响规律。结果表明:最大不平衡力、最大水平位移值、剪应变最大值随开挖步数的增加累积增大,最大值出现在开挖卸荷面软弱夹层剪出口位置,与开挖量呈正相关关系;每步开挖后瞬间会产生最大不平衡力"尖点",然后逐渐减小接近于零,边坡平衡;塑性区主要分布在软弱夹层位置,拉应力区分布于开挖卸荷面附近以及整体边坡的坡顶面附近20 m以内,且总体拉应力不大,低于灰岩卸荷后的抗拉强度;基于卸荷理论计算得到每步开挖后边坡的稳定性系数比不考虑卸荷对边坡岩体劣化作用的稳定性系数分别降低了0.07、0.08、0.102、0.106。综合分析得出软硬岩互层边坡稳定性的关键问题是开挖卸荷对软弱夹层力学性能的影响以及边坡面附近的拉应力区,开挖卸荷作用对岩体物理力学性能的劣化程度直接决定着边坡的稳定性。     

深埋洞室软岩开挖卸荷-流变与支护时机研究

由于软岩的流变特性,深埋软岩洞室开挖后的很长一段时间内围岩变形持续发展,支护不当或不及时支护极易引发洞室围岩失稳.以四川省甘孜藏族自治州丹巴县大渡河丹巴水电站工程为背景,以室内试验为基础,开展软岩卸荷力学参数劣化分析,确定开挖卸荷、开挖卸荷-流变的计算参数,对穿越断层破碎带的深埋软岩开展开挖卸荷-流变与支护时机的数值模拟研究.结果表明:洞室的流变变形在选取的4种二次支护时机中均为5年左右洞室变形基本收敛,10年左右洞室变形完全收敛,其后支护结构稳定基本不发生变形;同时考虑工程实际中的"先让后抗"的支护原则,当初衬拱顶拱底相对位移(Δ_(A1B1))为Δ_(A1B1max)的80%时进行二次支护为4种二次支护时机中相对最佳的二次支护时机.     

某水电站坝前左岸高边坡深部破裂形成机制分析

某拟建水电站坝前左岸反倾边坡,除正常卸荷裂隙外,在坡体深处发育一系列变形破裂迹象.对其成因分析研究表明,这套深部破裂是处于高地应力环境的反倾边坡,在河谷快速下切过程中,发生深部卸荷松弛所致,属于一种稳定的变形破裂结构.这一认识有助于正确评价坝前左岸边坡稳定性.     

开挖卸荷对三峡左岸坝段节理裂隙岩体的影响

首次用卸荷非线性岩体力学理论研究了三峡工程左岸坝段开挖卸荷对节理裂隙岩体的影响,提出了在逐级确定的卸荷带中,进一步寻求破坏单元,从而再赋于相应卸荷参数的新思路．所得成果较常规算法有较大差别,但与实际监测成果较吻合．     

小湾水电工程坝前2^#山梁高边坡稳定性评价

小湾电站こ?#山梁位于坝前左岸,其中饮水沟堆积体下部分布于自饮水沟沟心到2#梁山脊一带,前缘高程1160 m,上部分分布于龙台路一带的缓坡.拱肩槽的开挖,因其斜切2#梁形成上宽下窄的"倒楔形岩体",其稳定性将关系到饮水沟堆积体的稳定性及大坝的建设与运行.2#山梁的岩体结构特征及其边坡开挖过程中产生的变形破坏现象表明,其变形破坏特点为边坡开挖产生卸荷回弹,岩体应力进行调整,结构面的不利组合使得浅表层强卸荷带岩体产生向临空面的变形破坏,坡体内不存在控制边坡变形的统一的、不利的结构面.在此基础上,运用数值模拟的手段,对2#山梁在开挖及蓄水工况下的稳定性进行了分析,结果表明,开挖边坡在经过初期的调整后,其变形将逐渐趋于收敛稳定,不会进入累进性整体破坏阶段;蓄水工况下,边坡的变形虽然有所增加,但增加幅度不大,在采取适当的措施进行局部变形的控制后,最终仍将趋于收敛稳定.图7,表1,参7.     

顺倾岩质高边坡开挖变形机理及计算

为了进一步分析顺倾岩质高边坡开挖变形机理及变形计算方法,以卸荷岩体力学及弹性力学理论为基础,对顺层岩质边坡开挖前后边坡岩体的力学状态进行了分析,对边坡变形机理及变形计算方法进行了研究．研究结果表明,顺倾岩质边坡在开挖过程中岩体受力状态发生改变,岩体力学参数劣化,造成边坡发生较大变形;顺层岩质边坡变形主要由浅表松弛变形、卸荷回弹变形及顺层滑移变形组成．并以弹性力学为基础提出了边坡卸荷回弹变形的计算方法,依据能量守恒定律推导了顺层滑移变形的计算方法．     

岩体微震能量演化规律及渗透系数评估

基于大岗山水电站右岸边坡开挖过程中的微震监测数据,分析卸荷引起微震能量释放的时空规律,研究渗透系数增量的空间分布。结果表明:微震能量逐月累积等值线空间分布图可初步定量地识别和圈定边坡深部岩体损伤的区域及程度,微震能量沿软弱结构面易形成积聚带,并遵循能量的累积、释放和转移的规律。岩体因损伤而释放的微震能量与岩体渗透系数变化的趋势具有一致性。两卸荷裂隙带和断层外侧附近渗透系数改变量约为0.03~0.05 cm/s,而两卸荷裂隙带和断层之间的岩体的渗透系数约为0.04~0.097 cm/s。渗透系数的改变在软弱结构面交界处附近最为显著,表明在卸荷条件下,岩体的渗透特性受结构面的影响极大。利用开挖过程中岩体释放的微震能量,并结合开挖前边坡不同岩体的渗透系数,可对开挖后岩体的渗透系数进行评估。     

三峡工程永久船闸高边坡变形数值仿真分析

基于实际的开挖过程、锚固措施和地质条件建立了三峡永久船闸高边坡的二维和三维数值模型，按9种工况对边坡变形进行了数值仿真分析．计算成果表明，岩体开挖卸荷对边坡的变形有较大影响，正确地划分岩体卸荷带使计算结果更趋合理；锚固和地下水对边坡的整体变形影响较小；边坡岩体仅局部产生零星塑性屈服区，但在中隔墩顶部有拉应力区，可能引起岩体开裂；粘弹塑性模型计算成果显示，边坡开挖完成后变形将趋于稳定．     

向家坝水电站左岸高边坡安全监测成果分析

左岸高边坡是向家坝水电站工程施工的重要区域,边坡稳定与否将直接影响枢纽工程的顺利施工.对安全监测仪器的布置、实施情况进行了介绍,对已获取的观测结果进行分析,对边坡目前的稳定状态给予了评价.监测结果表明,开挖支护控制较好,目前边坡已处于稳定状态.     

土质边坡开挖变形特征分析

本文利用有限差分法，结合数值分析软甲FLAC对某高速公路边皮开挖变形特征进行了研究，研究表明：随着开挖的进行，边坡各监测点X方向位移逐渐增大。Z方向位移在开挖卸荷的影响下表现为卸荷回弹：边坡开挖过程中塑性区分布在不断地发生变化，开挖前期塑性区分布在边坡表层，开挖完成后塑性区在边坡内部呈现联通的趋势。     

官地水电站右岸导流洞出口直接出洞方案研究

官地水电站右岸导流洞出口岩体风化卸荷强烈,边坡稳定性差。经优化调整后,减少了开挖并节约了工期。根据隧洞结构和地质资料建立三维有限元数值计算模型,对边坡和出口洞段各工况下进行分析,为设计支护的合理性和安全性提供佐证。     

裂隙岩体边坡开挖卸荷稳定性离散元数值模拟研究

工程岩体边坡中伴生着大量随机裂隙,开挖卸荷很容易导致裂隙扩展,最终导致边坡失稳.但卸荷边坡稳定性涉及断裂力学、岩体力学、地质工程、水力学等多个学科,很难精确分析.针对裂隙岩体边坡,借助离散元方法定义裂隙密度,分析应力水平、台阶高度、裂隙密度等不同因素对边坡卸荷程度的影响.研究结果表明：开挖过程中,当应力水平由0.5 MPa增至2 MPa时,开挖面处最小主应力由0.01 MPa增加到0.2 MPa,最大位移由1.4 cm增加到6.5 cm;随着台阶高度减小,卸荷产生的拉应力区范围减小,变形主要位于中下部岩体;当裂隙密度增大时,边坡最大位移由1.4 cm增至5.5 cm,裂隙沿着优势面贯通趋势越明显.研究成果可为裂隙岩体边坡开挖卸荷变形控制提供参考.     

卡基娃水电站左岸坝顶以上边坡滑坡稳定性分析及支护设计

卡基娃水电站左岸坝顶以设计开挖边坡高度180m,自然坡度27°~35°。边边坡开挖到2850m时,前沿滑移剪出,后沿沿开口线开裂。变形速率较大。严重威胁边坡支护、大坝施工及工程的正常运行安全。本论述采用工程中常用的简化毕肖普法和摩根斯坦-普来斯法及不平衡推力法结合现场及室内试验,选取较合理的物理力学指标,对边坡进行了稳定性分析。并通过计算比选,拟选减载+预应力锚索方案。     

复杂岩体边坡关键块体搜索及开挖支护

采用非接触摄影测量技术采集某高速公路工程边坡岩体的结构面信息,导入自行开发的GeoSMA-3D系统,建立该边坡三维数值模型,从几何学角度搜索出其关键块体.用三维离散元数值计算软件3DEC模拟该边坡工程的开挖过程以及锚索支护后的开挖过程.结果表明,本岩质边坡工程开挖后,引起岩体内部应力重分布,坡体有大范围的剪切塑性区,位移矢量、速度矢量大量集中在开挖面附近的节理上,矢量的方向偏向于临空面,并呈现逐渐增加趋势,整体稳定性较差,若不对边坡采取适当支护措施,必将发生边坡整体失稳破坏;在锚索支护后,边坡的潜在滑移面被控制,边坡整体处于稳定状态.     

哈萨克斯坦图尔古松水电站右岸坝肩土石方开挖支护施工技术

为提高水利水电工程项目中坝肩开挖施工的质量,减少边坡开挖支护塌陷问题的发生。本文以哈萨克斯坦图尔古松水电站工程右岸坝肩开挖工程为例,对水电站右岸坝肩表层土清理,石方开挖、边坡支护等施工关键技术进行了总结和分析。实践结果表明：此开挖和支护技术有效确保了项目的顺利实施,竣工质量验收合格。     

露天矿烧变岩高边坡卸荷机理与稳定性研究

烧变岩裂隙发育、富水性强,严重威胁露天矿山采剥安全生产及其边坡稳定。为确定露天矿烧变岩高边坡隔水煤岩柱宽度,以新疆昌吉某露天矿北帮烧变岩高边坡为研究对象,通过构建坡体开挖卸荷的驼峰分布力学模型,将坡体卸荷松弛区域划分为拉裂区和压剪区两部分,分析了边坡后缘拉裂区裂隙的最大扩展深度;以卸荷松弛带宽度表征塑性剪切滑动面位置,推导了弹塑性条件下边坡浅表部破碎带与卸荷松弛带宽度的理论计算公式,进而确定了塑性滑动面位置及形态。结果表明：边坡后缘裂隙临界扩展深度随边坡倾角的增大而增大;卸荷松弛带宽度随岩石强度参数的增大而减小,随岩层埋深的增大而增大;北帮边坡后缘裂隙临界扩展深度为9.42 m,火烧区水位线处卸荷松弛带宽度为6.94 m;坡体潜在滑面安全系数均大于设计评价标准值;确定了北帮烧变岩高边坡的隔水煤岩柱留设安全宽度为36 m,为该矿的安全高效生产提供了技术保障。     

某电站左岸坝头拉裂体稳定性三维极限平衡分析

某水电站左岸开挖边坡高度达500m,且存在变形拉裂岩体,边界条件复杂。根据边界条件,可能失稳的主要模式为楔体滑移破坏模式,存在模式A及模式13两种不同的滑块。计算分析合理选取参数,分别考虑了天然条件,降雨条件和VII度地震条件下滑体的稳定性,并对锚索的支护加固效果进行了复核。本次计算分析对边坡尤其是拉裂体稳定性计算分析具有指导性意义,对边坡的支护设计亦具有相当参考价值。     

浅析深基坑工程的施工

基坑工程包括支护结构（边坡防护）、地下水控制、土方开挖和工程监测,是基础工程施工中重大的技术难题之一,为防止施工过程中出现质量事故和安全事故,有必要对基坑工程的施工谈些见解。     

某公路边坡稳定性分析

边坡安全系数是评价边坡安全性的一个重要指标。本文利用ANSYS软件建模功能与FLAC3D软件基于Mohr-Coulomb屈服准则的功能模拟多种岩性边坡在开挖后的受力状况并且计算安全系数,进而分析和评价边坡的安全性,从而设立支护,对支护效果进行分析。最后得出FLAC3D可以很好地模拟边坡的受力情况和边坡的安全系数大于1并不能说明边坡局部不发生塑性变形。