袁前胜

（西昌学院 工程技术学院，四川 西昌 615013）

0 引 言

当前水利工程高边坡开挖、防护发展迅速，在狭窄河谷中将拌合系统和料仓置于高边坡上是工程施工组织的重要措施之一，边坡的稳定是工程的关键。文献［1］对三峡临时船闸及升船机高边坡的稳定性进行了分析，文献［2］对三峡永久船闸一期高边坡进行了应力监测，文献［3］分析了公路岩质边坡的应力监测。当前应力监测分析多立足于边坡开挖或静态安全稳定分析［4－7］，但对荷载变化情况下的高边坡稳定监测分析较少。

本文研究了工程高边坡料仓加载过程对边坡岩体安全稳定性的影响，从而为动荷载情况下高边坡岩体的稳定性分析提供思路，为工程支护优化设计和工程运行安全提供依据。

1 监测方法和措施

某二级电站位于四川凉山州境内。该电站在高程EL1560（高程）平台边坡1 605m高程设置料仓以满足工程施工需要。EL1560平台边坡分为3个区，Ⅰ区和Ⅲ区开挖揭露岩体较完整；Ⅱ区（K4＋700～K4＋800段）开挖揭露岩体完整性较差，岩体以弱风化为主，局部呈强风化状，裂隙较发育，边坡基本稳定，局部稳定性差。Ⅱ区边坡自上而下分级开挖，坡率为1∶0.5，分设4级马道于1 635、1 620、1 605、1 590m 高程，料仓位于1 605m高程平台［8］。关于对称边坡滑动面确定的研究［9］对本工程有一定的参考意义。

EL1560平台边坡分别在K4＋742、K4＋778、K4＋830、K4＋880、K4＋930和K4＋960布置6个监测断面［10］。其中Ⅱ区设置K4＋742、K4＋778 2个监测断面，共布置9套／36支多点位移计，14台锚索测力计，6组／18支锚筋桩应力计；料仓底部1 605m高程平台布置2个水准工作基点、4个水准监测点。具体布设如图1所示。

在拌合系统试运行期间对料仓进行荷载安全监测。对EL1560平台边坡6个监测断面的17套多点位移计、6组锚筋桩应力计、30台锚索测力计等共63套／支监测仪器进行了连续的测读。监测表明，料仓装料为最大允许装料的80%时，边坡岩体最大变形增量为0.42mm，锚索最大荷载增量为16.49kN，锚筋桩应力计最大拉应力增量为7.64MPa，边坡围岩基本稳定。可见，EL1560平台高线混凝土拌合系统承载能力能满足设计要求，工程设计假定和结构措施正确合理，能够满足生产运行安全。

图1 EL1560边坡检测仪布设图

2 岩体变形监测

2011年9月工程开始进入施工高峰期，骨料进出料仓频率加快，整个拌合系统处于高效、加速运转状态，料仓进出料情况如图2所示，图2的整个工期为2014年9月1日—2014年12月1日。料仓加速运行以来，监测发现Ⅱ区岩体变形突出的点位为料仓下部EL1592的MP10多点位移计，Ⅲ区岩体变形突出的点位为皮带运输机支撑桩附近EL1591的MP15多点位移计。

岩体典型变形见表1所列，其中DI为变形增量，单位为mm；RD为变形速率，单位为mm／d。

图2 料仓进出料过程线

表1 岩体典型变形情况

围岩变形典型时间过程如图3所示。

图3 围岩典型变形时间过程

监测表明，2009年4月底—2011年9月底料仓正常运行期间，Ⅱ区岩体变形速率趋缓；Ⅲ区皮带运输机支撑桩附近岩体变形速率缓慢增加。2011年9月—12月料仓加速运行期间，Ⅱ区岩体未受料仓进出料频率影响，已基本稳定；Ⅲ区最大间隔变形量为0.76mm，说明料仓加速运行使皮带支撑桩负荷加大，对边坡岩体影响较为明显。岩体位移增长速率与料仓进出料频率有关。其余多点位移计变化较小，说明料仓加速运行对其他部位岩体的影响较小。

自料仓运行以来，岩体外观测量数据变化很小，监测1605料仓平台沉降发现，间隔386d的累计最大沉陷量为1.27mm，表明岩体沉陷已基本稳定。

图3中，横坐标的1～8分别表示2009年8月1日、2009年12月1日、2010年4月1日、2010年8月1日、2010年12月1日、2011年4月1日、2011年8月1日、2011年12月1日。

3 锚索应力监测

锚索应力监测发现，Ⅱ区料仓底部以下锚索荷载最大值为2 177.81kN（EL1587.1高程的D1605－6号锚索测力计），Ⅲ区锚索荷载最大值为1 083.92kN（EL1590高 程 的 DP3 号 锚 索 测力计）。

锚索荷载监测典型值见表2所列。表2中，LI为荷载增量，单位为kN；LG为荷载增速，单位为kN／d。

监测数据表明，2009年4月底—2011年9月底，Ⅱ区锚索荷载增速趋缓；但2011年9月底—12月料仓加速运行，D1605－6应力计荷载增速为0.148kN／d，表明料仓进出料频率增加对岩体应力的影响比较明显；目前Ⅱ区高程EL1605平台以下的D1605－1—D1605－7等7台锚索测力计以及料仓范围内D1620－1、D1620－2等2台锚索测力计的测值仍缓慢增长，但增长速率渐趋减小，且多点位移计监测表明孔口位移变化较小，综合情况表明锚索支护对边坡岩体的稳定作用明显。

2009年4月底—9月底正常运行期间，Ⅲ区皮带支撑桩附近锚索荷载增速趋缓；2011年9月底—12月料仓加速运行，锚索测力计荷载增速加大；除个别锚索测力计荷载减小外，其他锚索测力计荷载近期普遍缓慢增长，说明荷载增长速率与料仓进出料频率有关。锚索实测荷载典型过程如图4所示。

图4中的横坐标数据含义同图3。

表2 锚索荷载典型变化情况

图4 锚索测力计实测荷载时间过程线

4 结束语

本文通过对拌合系统料仓所在高边坡岩体监测，可以得出以下结论：

（1）料仓加速运行期间，岩体变形很小且趋于稳定，锚索荷载趋于稳定，可以认为料仓边坡岩体基本稳定，能够满足生产运行安全的要求。

（2）料仓进出料频率增加使锚索测力计荷载缓慢增长，但料仓底部多点位移计变化较小，说明边坡锚索支护作用明显，但仍需施工方严密观测和巡视检查。

（3）料仓进出料频率对皮带机支撑桩的影响较大，使皮带机支撑桩附近的岩体变形持续缓慢增长，锚索应力普遍缓慢增长，须加强巡查，发现问题及早处理。因此，本文建议在满足施工情况下料仓应适当减少进料，全量出料，以利于边坡的稳定和工程建设安全。

［1］ 朱焕春.某边坡锚杆应力状态测试与分析［J］.岩土工程学报，2000，22（4）：471－473.

［2］ 刘祖强，廖勇龙，朱全平.三峡永久船闸一期高边坡监测锚杆应力分析［J］.长江科学院院报，2004，21（1）：40－43.

［3］ 郭永健，王少飞，李文杰.应力监测在公路岩质边坡中的应用研究［J］.岩土力学，2013，34（5）：1397－1402.

［4］ 李宏恩，李 铮，范光亚，等.龙江水电站坝后厂房高边坡锚杆应力分析［J］.水利水电科技进展，2012，32（4）：59－62，94.

［5］ 白永健，郑万模，邓国仕，等.四川丹巴甲居滑坡动态变形过程三维系统监测及数值模拟分析［J］.岩石力学与工程学报，2011，30（5）：974－981.

［6］ 王朝晴.大奔流沟料场高边坡安全监测动态设计［J］.人民长江，2013，44（14）：81－83.

［7］ 付 琛，熊新宇，赵 峰.阿海水电站左岸高边坡安全监测分析［J］.人民长江，2011，42（16）：106－108.

［8］ 中国水电顾问集团华东勘测设计研究院.四川省雅砻江锦屏二级水电站11月工程安全监测资料分析月报［R］.杭州：中国水电顾问集团华东勘测设计研究院，2011.

［9］ 闫 艳，朱大勇.对称边坡三维临界滑动面的确定［J］.合肥工业大学学报：自然科学版，2011，34（11）：1682－1686.

［10］ 二滩水电开发有限责任公司.岩土工程安全监测手册［M］.北京：中国水利水电出版社，1999：45－51.