柬埔寨王国斯登沃代水电站坝基深层双滑动面抗滑稳定计算及处理措施.docx

广西水利水申GXWATERRISOURCESHYDROPOWERENGINEERING2011(6)

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·规划设计·

束埔寨王国斯登沃代水电站

坝基深层双滑动面抗滑稳定计算及处理措施

冯娟玲，苏宏敏，梁亮

(广西电力工业勘察设计研究院，广西南宁530023)

[摘要]结合柬埔寨王国斯登沃代水电站工程的施工详图设计，介绍坝基深层双滑动面抗滑稳定计算的主要设计要点，并根据该工程的工程地质条件，推荐了3种工程处理措施。

[关键词]深层抗滑；双滑动面；稳定计算

[中图分类号]TV223[文献标识码]B[文章编号]1003-1510(2011)06-0028-03

柬埔寨王国斯登沃代水电站为坝后式电站，主要建筑物由拦河大坝、河床式厂房及副坝等构成。电站最大坝高为63m,坝顶高程为542.5m,坝顶长度为459.74m。工程坝区的岩石主要为坚硬的砂岩与软弱的泥岩，呈互层或夹层状。岩体沿着泥岩层面的软弱部位发生层间错动，形成软弱夹层，且顺层延伸较长，主要形成于断裂构造两侧。软弱夹层厚度约为0.05-0.25m,层间为片状岩和次生泥质所充填。软弱夹层抗剪强度较差，在上游水平荷载作用下，坝体有可能连同部分基岩沿软弱结构面产生滑移。

根据工程实际情况，在施工图设计阶段，对整个枢纽挡水建筑物进行全面的深层抗滑验算。计算方法采用“刚体极限平衡法”,计算简图见图1,计算考虑双滑动面，即主滑裂面和辅助破裂面。

1计算说明及公式

柬埔寨王国斯登沃代水电站工程地质存在复杂的滑动面，经过综合分析，选择最不利的滑动面组合，如图1所示，AB面为主滑裂面，是一条缓倾角

(a)滑动面的几何位置

(b)滑动面上力的作用示意图

图1计算简图

考虑ABD块的稳定，可列(1)式：

夹层，BC面是一条辅助破裂面，切穿地表。计算时，将滑移体沿BD面分成两块，同时假定滑块内力Q(抗力),其作用方向与水平面的夹角为φ。分别令ABD和BCD两块滑移体处于极限平衡状态，采用抗剪断强度公式计算。

(1)

考虑BCD块的稳定，可列(2)式：

(2)

[收稿日期]2011-11-21

[作者简介]冯娟玲(1981-),女，陕西武功人，广西电力工业勘察设计研究院工程师，学士，主要从事水利电力工程设计工作。

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式中：

K|K?——按抗剪断强度计算的抗滑稳定安全系数；

W——垂直力之和(不包含扬压力),kN;H——水平力之和，kN;

G?——岩体ABD重力(kN);

G?——岩体BCD重力(kN),包含上面的水重；

f?——AB、BC滑动面的抗剪断摩擦系数；c?、c?——AB、BC滑动面的抗剪粘聚力(kPa);A?、A?——AB、BC滑动面的面积(m2);

α、β——AB、BC滑动面与水平面的夹角(°);U?、U?、U?——AB、BC、BD面上的扬压力(kN);Q——BD面上的不平衡剩余推力(kN);

φ——BD面上的剩余推力作用方向与水平面的夹角(°),我国工程界根据经验常假定为0。

根据假定ABD和BCD两块滑移体处于极限平衡状态条件的不同，可演泽出3种不同的计算方法：

1.1剩余推力法

先令ABD块处于极限平衡状态，令(1)式中AB面的抗滑稳定安全系数K=1,反求得Q后，将Q代入(2)式计算出BC面的抗滑稳定安全系数K?,K?

即为整个坝段的抗滑稳定安全系数。

1.2被动抗力法

与1.1的分析方法相反，BCD块处于极限平衡状态，令(2)式中BC面的抗滑稳定安全系数K?=1,反求得Q后，将Q代入(1)式计算出AB面的抗滑稳定安全系数K,K即为整个坝段的抗滑稳定安全系数。

1.3等安全系数法

先令ABD块和BCD块分别处于极限平衡状态，令(1)式中AB面的抗滑稳定安全系数K等于(2)式中BC面的抗滑稳定安全系数K?,求得Q后，将Q代入原式，即可求出整个坝段的抗滑稳定安全系数。在计算过程中，也可以结合Excel办公软件，采用试算法，假定Q值，使K?-K?≈0,即可求得整个坝段的抗滑稳定安全系数：K=K?=K?。

上述3种计算方法中的前两种，推算出的K值要比第3种的大，相比之下，等安全系数法计算结果更为安全。所以，在柬埔寨王国斯登沃代水电站设计过程中，我们选用等安全系数法进行计算。

2计算结果及分析

柬埔寨王国斯登沃代水电站坝基深层抗滑验算结果见表12。

表1坝基深层抗滑验算结果表

计算坝段

B点高程/m

正常工况

校核工况

允许值≥3.0

允许值≥2.5

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