某水电站危岩体安全监测设计与分析
2020-09-26刘凡程淑芬李运良
刘凡,程淑芬,李运良
(中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司,贵阳 550081)
1 危岩体概况
某水电站危岩体位于电站进水口右上方约100m,距大坝右坝肩约140m,该危岩体为近乎垂直、局部倒悬的陡壁,危岩体分布高程为900~1 080m,卸荷高度高达180m,卸荷裂隙最大宽度约1.5m,危岩体最大厚度约为20m,土石方量7.9×105m3。
危岩体内发育有4 个夹层,夹层最大厚度约30cm,J1~J4夹层面均有可能成为危岩体的滑移面;危岩体上发育有L1~L7,7 条卸荷裂隙,裂隙局部最大宽度约为1.5m,延伸长度160~180m,根据危岩体裂隙拉开情况及延伸情况,将危岩体划分为5 个部分。
根据危岩体所处地理位置和地形地质条件,由于该危岩体规模巨大、危害严重,一旦失稳将给电站带来不可估量的损失。因此,对危岩体进行加固处理,并对危岩体的运行状态进行监控是非常必要的。
2 危岩体加固处理措施
根据危岩体稳定计算结果,并结合工程安全出发,针对该危岩体的加固处理措施如下:
1)顶部裂缝采用混凝土封闭,并设有黏结预应力锚索;
2)L1 裂隙外侧采用无黏结锚索进行加固处理;
3)在危岩体下部泥页岩内布置一排深层抗滑桩;930m 高程施工平台布置7 条锚固洞及20 根有黏结预应力锚索;
4)倒悬体采用贴坡混凝土对其进行支撑。
3 监测布置
根据危岩体所处位置和工程地质条件,结合危岩体工程处理,对工程处理措施和运行状态进行监测,安全监测布置如下:
1)危岩体顶部共布置了7 个表面观测墩,8 个水准点,7支单向裂缝计,5 组双向裂缝计,6 套多点位移计和3 套锚索测力计;
2)上部崖面共有4 套多点位移计和16 套锚索测力计;
3)中上部追挖洞L1 裂隙上,布置有4 组双向对标和4 组双向裂缝计;
4)底部锚固洞共布置有5 支渗压计、5 支裂缝计和60 支钢筋计;
5)底部抗滑桩共布置有5 支土压力计、12支钢筋计、4 支温度计和3套锚索测力计;
6)3#塌滑体上布置有 2 个表面观测墩、5 支水位计、6 多点位移计。
危岩体监测项目及仪器布置见表1。
表1 危岩体监测项目及仪器布置一览表
4 监测分析
1)危岩体顶部:危岩体顶部监测锚索测力计损坏比例较大,施工初期埋设的多支(套)测缝计和多点位移计处于不收敛状态;2013 年年底,在顶部裂缝位置埋设的裂缝计测值相对稳定、无变大趋势;两者变化不一致,考虑到施工初期埋设的仪器服役时间较长,对其当前测值真实性存疑。目前,危岩体顶部监测仪器成活率较低,部分仪器测值可靠性较差,不满足监控边坡整体安全运行的需要。建议对监测设施不全、损坏或异常的部位进行新增或修复,并加强顶部的监测【1】。
2)上部崖面:上部崖面监测测值无发展趋势,基本已收敛,上部崖面处于稳定状态(见图1)。
图1 危岩体上部崖面监测变形过程线
3)追挖洞:追挖洞监测测值无发展趋势,均已收敛,追挖洞处于稳定状态。
4)锚固洞:除位于4#锚固洞的2 支裂缝计有增长的趋势外,其余测值无发展趋势,均已收敛,由于4#锚固洞其余仪器无增长趋势,因此,综合评价该2 支裂缝计为异常仪器。追挖洞基本处于稳定状态。
5)抗滑桩:测值无发展趋势,均已收敛,抗滑桩处于稳定状态。抗滑桩仪器满足安全监测需要。
6)3#塌滑体:水位孔测值与降雨量呈正相关关系,随着降雨量变化而变化,无异常。多点位移计测值已收敛(见图2)。
5 结语
通过以上分析,得出以下结论:
1)本危岩体的监测项目全面,测点布置合理,能较好地反映危岩体的稳定情况。
2)通过对危岩体上安全监测仪器测值进行分析得出,目前该危岩体整体处于稳定状态。但危岩体顶部监测仪器成活率较低,部分仪器测值可靠性较差,建议对危岩体顶部损坏或不可靠仪器进行修复或新增监测仪器进行监测。
图2 3#塌滑体监测变形过程线
3)安全监测的最终目的是预测危岩体的运行状态,防止危岩体失稳造成重大损失。因此,应加强人工巡视和仪器监测。
4)本项目安全监测布置方法得当,对其他类似工程有一定的参考价值。