[分享]高边坡工程典型案例：自然边坡
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一、金沙江向家坝水电站马步坎高边坡(1990~1992)
边坡高度达700m左右，斜度60~85度，部分达90度
(1) 电站基本情况
向家坝水电站坐落四川省宜宾市，是金沙江最下游一级电站，装机容量600万千瓦，总库容约52亿m3，最大坝高162m。坝址挑选证明阶段在3km的范围内初步挑选7条坝线，其间Ⅴ~Ⅵ坝线之间左岸就有一段高陡边坡，坐落现在选用的Ⅶ’坝线上游约2km，见图1-1。该高边坡安稳与否，不仅关系到该坝线是否建立，而且关系到该梯级电站的命运。
图1-1 马步坎高边坡方位
(2) 高边坡基本情况
该段高边坡高度达700m左右，斜度60~85度，部分达90度甚至倒坡
，上游边界为一条沿F1断层发育的冲沟。岩性以砂岩为主，夹砂质页岩和炭质页岩及煤层(采煤前史140年以上)。坝址区证明初期，在坡顶发现沿结构节理构成的宽度2~3m，延伸长度20~30m的数条裂缝，裂面陈旧，简直填满，风险高边坡体积约1500~2000万立方米。该高边坡如果失稳将构成巨大灾难，由于处于坝区内，若坝址选在上游将会涌堵下游，淹没电站;若坝址选在下游，将构成巨浪，炸毁电站，为此，设专题进行研究。
(3) 专题研究基本情况
1)办法：设置了3层探洞，并在探洞中设置了钻孔;对地表裂缝进行长时间监测;在地表、探洞、煤洞中对高边坡进行详细的调研;利用物理模拟实验和数值计算。
2)现象：底层探洞深380m邻近发现与河流小视点相交的较大裂缝，延长30~50m，宽度最大约15cm，裂面较新鲜，长时间监测无变形现象。坡顶宽裂缝未监测出变宽的趋势;高高程煤洞最大紧缩量达44%;探洞和钻孔中其它裂缝为正常裂缝并无活动性。
3)定论：底层探洞深部裂缝归于结构变形基础上，河流下切释放应力发生的回弹变形构成的;坡顶裂缝归于高高程采煤开挖(采掘率较大)岩层弯曲变形张拉构成的;其他浅表层裂缝归于高边坡卸荷和重力作用构成的正常现象。终究定论该高边坡是安稳的。具体情况见图1-2至图1-5。
图1-2 边坡相片
图1-3 边坡平面示意图
图1-4 边坡剖面示意图
图1-5 坝址区结构示意图
二、雅砻江锦屏一级电站高边坡(1992-1995)
开挖边坡高300至500米，斜度60°至70 °
(1) 边坡概略
天然坡高1800余米，斜度50°至80 °;开挖边坡高300至500米，斜度60°至70 °，归于空间型高边坡;层状反倾斜坡，倾角30~45°;大理岩和砂板岩为主，夹绿片岩和炭质大理岩，岩性组合杂乱;浅生重力改造作用激烈而且特别，表部0~100左右岩体完整，深部至250余米大规模裂缝发育，见图2-1至图2-5。
该边坡的问题曾引起了技能界和学术界的激烈争辩，提出了许多观点，并发生了许多故事，最终通过政治途径才确定下来。
图2-1 锦屏水电站坝区卫星图
图2-2 锦屏水电站坝区河谷地形
图2-3 锦屏水电站坝区岩层组合简图
图2-4 左岸斜坡整体结构特征
图2-4 140m深度邻近裂缝
图2-4 190m深度邻近裂缝
(2) 斜坡及边坡加固思路
边坡岩体虽然裂缝发育，但风化不严峻即便部分岩体破碎或裂缝空腔，岩体新鲜较坚固。作为高拱坝坝肩抗力体，要处理的问题有3个：一是保持斜坡及边坡安稳;二是降低岩体的变形性;三是降低岩体的渗透性。
加固理念应是充分利用岩体自身的“材料特性和结构特性”，提高边坡岩体的完整性，可挑选的办法是锚固岩体，填充裂缝，将裂缝切割的岩体块体胶结起来。而且应先锚固后充填及胶结。
但现在国内外成功使用的锚固结构(锚索)长度最大为80m(小湾水电站)，这里裂缝发育深度到达250m，考虑锚固段可能到达300m深。
(3) 边坡加固计划
选用的计划为：
A、大吨位长锚索锚固，吨位到达2000kN/根，长度85m;
B、压力灌浆填充和胶结，凭借钻孔和硐室灌浆;
C、锚墙或锚柱：通过小断面硐室或探硐进行部分置换加固。
(4) 值得探索的加固技能
凭借锚硐选用多级锚索技能(见图2-5)，这需要较高的成孔精度。
图2-5 多级锚索结构简图
三、金沙江溪落渡水电站坝区高边坡(1999-2002)
开挖100至300米，斜度60°至70 °
天然坡高约400米，斜度50°至90 °;开挖100至300米，斜度60°至70 °;以峨眉山玄武岩，厚层状，分十四个喷溢层，近水平状，其间为风化或蚀变壳，经结构挤压构成相对脆弱挤压带，层间发育较多的陡倾裂隙，高边坡安稳和高边墙安稳成为该级电站的重大岩体工程问题。
图3-1 溪落渡水电站卫星图
图3-2 溪落渡高边坡全景
图3-3 溪落渡高170m的边坡
图3-3 溪落渡两岸高约300m的整体边坡
图3-4 溪落渡坝区左岸高边坡结构特征示意图
四、大渡河深溪沟水电站高边坡(2004-2006)
图4-1 深溪沟高边坡卫星图
图4-2 深溪沟高边坡相片
五、四川成都至南充高速公路冯店高边坡(1998-2000)
开挖最大高度85米，斜度45°至70 °
图5-1 冯店高边坡卫星图
(1)边坡概略
该边坡坐落K66+300邻近，地层为缓倾角砂岩与泥岩互层为主，节理发育，陡倾的节理为主。
1)、天然坡高120余米，斜度20°至60 °
2)、开挖最大高度85米，斜度45°至70 °
3)、平面型高边坡
4)、地质条件杂乱：红层软硬相间，深部裂缝和周围滑坡发育。
(2)边坡潜在变形失稳机理和形式
(3)边坡支挡加固的关键问题
(4)最终的加固作用。
平面示意图
冯店滑坡特征
六、重庆至湖南怀化铁路孟溪高边坡(2002-2003)
(1)边坡概略
该边坡坐落K534+450邻近，地层岩性近水平状炭质页岩、薄层-中厚层状炭质砂岩，边坡地形近直立陡壁，垂直卸荷裂缝发育。
(2)边坡潜在变形失稳机理和形式;
(3)边坡支挡加固的关键问题;
(4)最终的加固作用。
图6-1 边坡方位图
图6-2 边坡变形裂缝特征
图6-3 边坡加固计划示意图
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