大連泰山熱電廠新建工程巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性工程地質(zhì)評(píng)價(jià)

侯連成，徐春宇，包 俊

(遼寧電力勘測設(shè)計(jì)院，沈陽 110005)

大連泰山熱電廠新建工程巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性工程地質(zhì)評(píng)價(jià)

侯連成，徐春宇，包 俊

(遼寧電力勘測設(shè)計(jì)院，沈陽 110005)

大連泰山熱電廠新建工程巖質(zhì)邊坡主要受兩組優(yōu)勢結(jié)構(gòu)面控制，其結(jié)構(gòu)破壞方式主要為單滑面破壞與楔狀破壞，根據(jù)現(xiàn)場結(jié)構(gòu)面調(diào)查的結(jié)果采用概率優(yōu)勢組劃分與結(jié)構(gòu)面組合分析即赤平投影法評(píng)價(jià)了邊坡的穩(wěn)定性。

巖質(zhì)邊坡，結(jié)構(gòu)面，穩(wěn)定性分析。

1 工程概況

大連泰山熱電廠新建工程建設(shè)規(guī)模為安裝2臺(tái)國產(chǎn)440t/h超高壓循環(huán)硫化床鍋爐，配2臺(tái)135MW超高壓雙抽供熱機(jī)組，電廠的規(guī)劃容量按4臺(tái)國產(chǎn)440t/h超高壓循環(huán)硫化床鍋爐考慮。

廠區(qū)北部排洪管線地段形成近15m高的巖質(zhì)邊坡，有三處在施工放炮過程中出現(xiàn)小規(guī)模山體滑坡，廠區(qū)西南部擴(kuò)建場地將形成20余米高的巖質(zhì)邊坡，廠區(qū)東南部將形成10余米的土巖質(zhì)混合邊坡。本次研究的目的主要任務(wù)是給出邊坡沿線的穩(wěn)定性評(píng)價(jià)；提出對(duì)沿線邊坡坡形和坡角的建議和治理建議。

2 主要工程地質(zhì)特征

工程邊坡屬低山地貌，場區(qū)主要東、西兩個(gè)巖質(zhì)邊坡構(gòu)成。邊坡概貌及全景詳見圖1。

邊坡主要出露和鉆孔揭露的基巖為震旦系橋頭組，巖性以灰白色中—厚層石英巖夾薄層石英巖、板巖、灰質(zhì)板巖、千枚巖及千枚巖、板巖夾薄層石英巖為主。場區(qū)附近處于地質(zhì)構(gòu)造相對(duì)穩(wěn)定的地段。

圖1 大連泰山熱電廠北側(cè)人工邊坡概貌

根據(jù)《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》G B 50330－2002，將場區(qū)的北側(cè)邊坡確定為安全等級(jí)為二級(jí)的人工巖質(zhì)邊坡。

根據(jù)現(xiàn)場工程地質(zhì)調(diào)查可以得出西段邊坡的滑塌地質(zhì)現(xiàn)象主要受傾向坡外、中陡傾角軟弱結(jié)構(gòu)面控制的結(jié)論。東段邊坡的結(jié)構(gòu)面與坡面構(gòu)成的不穩(wěn)定體見圖2。

3 邊坡巖體穩(wěn)定性分析

3.1 結(jié)構(gòu)面優(yōu)勢分組

以東段邊坡巖體(圖2)的結(jié)構(gòu)體穩(wěn)定性分析為例，在現(xiàn)場共測得節(jié)理裂隙59條，采用隨機(jī)結(jié)構(gòu)面優(yōu)勢分組的概率統(tǒng)計(jì)方法，可以獲得表1所示的結(jié)果。

圖2 邊坡巖體結(jié)構(gòu)特征

表1 東段邊坡結(jié)構(gòu)面優(yōu)勢分組結(jié)果

由表1的述四個(gè)優(yōu)勢分組可知對(duì)邊坡穩(wěn)定性起控制作用的只有第2、4組，第4組主要是與層面平行的面，其單獨(dú)就可以起到控制作用，而第2組與第4組組合的結(jié)果可以產(chǎn)生楔狀的結(jié)構(gòu)破壞。因此，在東段邊坡進(jìn)行巖體穩(wěn)定性分析時(shí)，要將第2、4兩組結(jié)構(gòu)面作為主要的邊界條件來分析評(píng)價(jià)。各分組的產(chǎn)狀特征可用施密特下半球投影圖表示，見圖3。

3.2 邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)

采用結(jié)構(gòu)面組合分析法可以得到如表2所示的結(jié)果。由表2可以得出21個(gè)結(jié)構(gòu)面中僅有2個(gè)不能構(gòu)成單面滑移破壞，其余的均能構(gòu)成單面滑移，其安全坡角的變化范圍為38°～75°，主要變化區(qū)間是55°或稍大些，與現(xiàn)場觀察一致。

下面用第4組的結(jié)構(gòu)面平均產(chǎn)狀投影到赤平極射投影圖上，第4組結(jié)構(gòu)面的平均產(chǎn)狀是傾向182.8°，傾角53.8°。將第2組與第4組結(jié)構(gòu)面都投影到赤平極射投影圖上，見圖4，并用程序進(jìn)行分析得出東段人工邊坡產(chǎn)生雙滑面滑移的可能，其能組合成有效的楔形體約407個(gè)，結(jié)構(gòu)面組合交線的傾角大于50°有231個(gè)，占所有可能楔形體的56.8%，傾角大于45°的楔形體有324個(gè)，占所有可能楔形體的79.6%，傾角小于45°的楔形體僅占可能楔形體的20%左右。以上分析的結(jié)果與實(shí)際觀察到的情況是相符的。

表2 東段人工邊坡第4組結(jié)構(gòu)面可能單滑面滑移的判斷

此外，根據(jù)傳統(tǒng)的方法將兩組結(jié)構(gòu)面平均產(chǎn)狀投影得到平均結(jié)構(gòu)面(圖5)，平均結(jié)構(gòu)面交線的產(chǎn)狀為傾向171.36°，傾角52.45°，安全坡度角為52.45°。可以得出其分析的結(jié)果與現(xiàn)場調(diào)查的結(jié)果是吻合的。采用相同的方法對(duì)西段邊坡也進(jìn)行了分析評(píng)價(jià)，其過程這里不再贅述。通過以上分析可以得到如下的結(jié)論。

圖4 所有結(jié)構(gòu)面的投影圖

圖5 第4、第2組結(jié)構(gòu)面平均產(chǎn)狀投影

4 結(jié)論

根據(jù)以上對(duì)東段邊坡的研究可以得出如下認(rèn)識(shí)，由層面構(gòu)成的單面滑移的傾角一般在55°以上為主，而其平均傾角則是53°；由雙結(jié)構(gòu)面構(gòu)成的楔形體滑移的其組合交線的傾角一般大于50°；若取兩組結(jié)構(gòu)面的平均產(chǎn)狀則結(jié)構(gòu)面組合交線的傾角為52°，略大于已經(jīng)滑落的兩楔形的組合交線傾角50°。

根據(jù)分析，西側(cè)邊坡主要受單滑面和雙滑面的結(jié)構(gòu)體控制，而這兩種結(jié)構(gòu)體的破壞角度都在50°以上，因此，要使繼續(xù)開挖的邊坡保持穩(wěn)定的最好辦法是后仰放坡法，即把開挖的邊坡角放到50°以下，就可以基本上保證邊坡不再發(fā)生類似的結(jié)構(gòu)體滑塌現(xiàn)象。西段邊坡后仰放坡的角度宜采取45°，即巖質(zhì)邊坡坡率允許值為1∶1。東段邊坡后仰放坡的角度宜采取42°，即巖質(zhì)邊坡坡率允許值為1∶1.11。

[1] 陳劍平，石丙飛，闕金聲等，廣州林語山莊邊坡巖體結(jié)構(gòu)與地質(zhì)條件評(píng)價(jià)，研究報(bào)告，2005年2月

[2] 陳劍平，王清，闕金聲等，天津薊縣小漁山礦山復(fù)墾巖質(zhì)邊坡工程地質(zhì)穩(wěn)定性評(píng)價(jià)研究，研究報(bào)告，2006年5月

[3] 重慶市建設(shè)委員會(huì)，建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范，中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)，GB 50330-2002，中國建筑工業(yè)出版社，北京，2002

[4] 中華人民共和國水利部，工程巖體分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)，GB 50218-94，中國計(jì)劃出版社，北京，1995

[5] 水利水電科學(xué)研究所等合編，水利電力出版社，巖石力學(xué)參數(shù)手冊，1991年5月

[6] 陳劍平、肖樹芳，王清，隨機(jī)不連續(xù)面三維網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)模擬原理，東北師范大學(xué)出版社，長春，1995年

[7] 孫玉科、古迅，赤平極射投影在巖體工程地質(zhì)力學(xué)中的應(yīng)用，科學(xué)出版社，北京，1980年7月

[8] 陳劍平、石丙飛、王清，工程巖體隨機(jī)結(jié)構(gòu)面優(yōu)勢方向的表示法初探，巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2005年

[9] 陳劍平、盧波、王良奎、李曉春，復(fù)雜不穩(wěn)定塊體的自動(dòng)搜索及其失穩(wěn)方式的判斷－基于隨機(jī)不連續(xù)面三維網(wǎng)絡(luò)模型，巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2003,22(7):1126-1131

[10] 陳劍平、尚曉春、盧波、王良奎、李曉春，巖體隨機(jī)不連續(xù)面優(yōu)勢組數(shù)劃分，成都理工學(xué)院學(xué)報(bào)，2001年第28卷增刊，P86-92

Engineering Geologic Estimating of Cliff Boundary Stability of New Engineering of Thermo Electric Power Plant in Dalian Taishan

HOU Lian-cheng, XU Chun-yu, BAO Jun
(Liaoning Electric Power Survey and Design Institute, Shenyang 110005, China)

The stability of the rock mass slope of Taishan thermoelectricity power station of Dalian is controlled by two clusters predominance discontinuities, the rock structural failure manners are mainly wedged and plan. According to the discontinuities investigation in situ, using probability predominance clusters demarcation method to demarcate the four clusters of discontinuities, and using discontinuities combination method and stereo-projector method to evaluate the stability of the rock mass slope.

rock mass, discontinuities, stability analysis.

P642

B

1671-9913(2010)01-0012-04

2009-11-13

侯連成(1957-)，男，遼寧人，高級(jí)工程師，副總工程師，長期從事巖土工程勘察技術(shù)工作。