三峡工程船闸高边坡多点位移计形变分析 摘要：根据三峡永久船闸高边坡多点位移计监测资料选取典型测孔进展回归分析结果说明，对边坡变形影响最大的因素是开挖因素，随着船闸闸槽的下挖，边坡临空面的程度地应力逐步释放，边坡高度逐渐增大，边坡边界条件发生变化，使得边坡岩体向临空面变形开挖强度越大、变形速率越大由于锚固措施的使用开挖完毕后，岩体深层变形逐渐趋于稳定说明船闸边坡深层变形是稳定的 关键词：三峡船闸边坡多点位移计形变分析 3.3中隔墩及其闸室直立坡岩体程度向回弹变形监测为了监测中隔墩及其闸室直立坡岩体和潜在不稳定块体的深部程度回弹变形情况，设计在中隔墩一、二、三闸首和闸室直立坡等部位布置了多点位移计通过初步分析，潜在不稳定块体〔除f5块体、f1239块体外〕的变形特点如下：1999年埋设的多点位移计变形在3.6以内，变形已稳定；2000年后埋设的多点位移计绝大多数的最大累积回弹变形在1.5以内，部分测点表现为压缩变形，压缩变形一般在-2.0以内，且目前已稳定说明中隔墩及其闸室直立坡岩体的深部程度变形已稳定，未见不利于中隔墩和闸室直立坡稳定的深层岩体变形[2]3.4不稳定块体监测3.4.1f1239块体监测〔1〕f1239区上部岩体受压，变形指向坡里，压缩变形量一般不超过3。
变形值自1999年9月以来根本稳定，这反映该区的断层带根本没有张开趋势，块体根本处于稳定状态〔2〕f1239区上部的压缩变形出如今98年秋冬季至99年春季期间，此时锚索在测孔周边区域施工，多点位移计的压缩变形可能是由锚索加固引起的，该部位锚索施工完毕后，压缩变形值根本稳定3.4.2f5块体监测多点位移计监测成果总体显示，测值在-3.99～2.0之间从图2可知，03Z32测孔岩体变形较大值都出如今1999年，此后测值稳定，初步分析认为03Z32测孔压缩变形较大主要是该部位的锚索施工引起的，随着锚固施工的完毕，变形趋于稳定，说明该部位锚固效果较好，且后期测值已经稳定多点位移计总体上说明f5块体后期已经稳定，没有不利于块体稳定的变形 转贴于论文联盟.ll. 4多点位移计位移变形规律分析4.1垂直向位移变化规律〔1〕从统计值可以看出，二期工程开挖完成前〔1999年4月之前〕多点位移计的实测变形以回弹变形为主，回弹变形从0.96~6.09，而压缩变形最大只有-0.88开挖完成后，变形速率明显减缓，目前仪器各测点的年度变幅最大只有0.65，由此可以看出，开挖引起的卸荷回弹产生的垂直位移随开挖的进展而产生，随开挖的停顿而逐渐减缓。
〔2〕从观测成果还可以看出，后期各测点向下的垂直位移量值也较小，最大只有-0.65，不到最大回弹变形量值的10%，说明永久船闸开挖产生的垂直方向的变形根本上是回弹变形〔3〕从时间分布来看，变形主要发生在一期工程施工期和施工间歇期〔一期施工完毕后3个月〕，后期边坡岩体的变形很小，个别测孔〔如D03GP01〕的变形有所增加，主要与该部位岩体进展预应力锚索加固有关4)从空间分布来看，变形主要集中在边坡岩体上部，这主要是由于上部岩体位移受岩体的风化程度、地表施工干扰、爆破振动以及地表水等因素影响较大，同时开挖卸荷引起的松弛变形对近地表岩石的影响更显著4.2程度向位移变化规律〔1〕高边坡170高程以上多点位移计孔测点仪器远离二期开挖区，故实测岩体变形量相对较小，岩体变形主要发生在1998年，目前岩体变形已根本稳定〔2〕对于高程较低的3、4层排水洞埋设的多点位移计，从特征值统计表及累积位移历时曲线可以看出，随时间的推移，各测孔位移值的变化过程均表现出如下明显的三个阶段：第一阶段为1999年4月闸室开挖完毕前随着闸室开挖高程的逐层下降，受卸荷松弛及爆破震动的影响，边坡岩体呈现往闸室方向松弛位移的特征，而且每次大的位移是与一个开挖台阶的下降所对应的。
这阶段完成了整个边坡岩体的绝大部分的变形第二阶段是在完毕开挖工作后约1年左右这个时期的边坡位移仍在进展，这种变化是逐渐且相对均匀的，没有突然变化的情况各孔测点在这一年的变化量根本控制在2左右从2000年下半年开始，进入相对稳定的第三阶段边坡的位移变化量逐渐变小，观测值的变化平缓到目前已经经过了2年的时间，多数测点的位移增长在0.5以内，个别测孔的位移增长也在1以下，尤其在近半年时间内的累积位移增加更是微小，有些测点有时还出现负增长从目前的观测结果，可以断定边坡岩体的程度方向的变形已根本趋于稳定[3]〔3〕同一测孔内各测点的累积位移完全遵循靠近坡面的数值大于靠近洞壁孔口的小的特点但由于坡体内部地质构造及裂隙切割的原因，各测点的位移量不可能遵循线性变化的规律各断面地质条件的差异，致使有些间隔 不大的相邻点之间出现的累积位移量相差较大，而一些间隔 较大的相邻点之间出现的累积位移量却相差不大，如SB4-2孔3号与4号点两者之间间隔 8，实测位移差值到达14，但SB3-1孔的4号点与5号点两者之间间隔 也是8，实测位移差值却不到1〔4〕闸室岩体开挖高程逐层下降，是边坡岩体出现程度松弛位移的根本原因，9个断面测孔的位移过程线均清楚地说明这一特点。
当岩体开挖部位远高于测孔高程时，位移变化量极微校当开挖高程接近测孔高程时，位移的情形相对复杂，各测孔并无特定规律，这个时期的坡体由于距钻孔爆破的爆源较近，容易受爆破震动的影响在闸室开挖高程低于测孔高程时，各测孔的位移增长是和闸室以台阶形式逐层下降的时程相当对应的〔5〕闸槽的开挖一方面使得原来完好的岩体出现松弛，原来的原生构造面和次生的构造节理、断层面张开，降低了岩体内部的粘聚力；另一方面开挖引起的应力重分布使边坡有向临空面变形的趋势〔6〕中隔墩多点位移计位移的历时过程并无明显的规律，受坡面施工活动及环境因素的影响较大特别是在受到墙体混凝土浇筑和岩体锚索张拉的影响后，在测孔一定深度范围内的岩体受到压缩作用，说明岩体锚索张拉后，对直立坡的稳定起到了积极作用，原有的块体不稳定的状况得到了改善目前，块体的变形已根本稳定5深层岩体变形模型初步分析〔1〕通过分析可知，开挖是边坡岩体变形的最为主要的因素，随着船闸闸槽的下挖，边坡临空面的程度地应力逐步释放，边坡高度逐渐增大，边坡边界条件发生变化，使得边坡岩体向临空面变形开挖强度越大、变形速率越大开挖完成后，岩体深部变形以时效变形为主，另外变形还可能与气温、降雨等因素有关有关。
〔2〕由前面的分析知道，二期〔170高程以下〕的排水洞内多点位移计较完好的监测到了开挖对变形的影响，因此选取北坡3号排水洞内的多点位移计NB3-3〔1#测点〕变形量多元回归模型分析〔3〕建立多元回归模型计算及分析根据测点变形与开挖、气温、降雨量、时效等因素有关，经过构建多个模型方案比较，对多点位移计NB3-3〔1#测点〕变形用多元回归分析生成统计模型如下：Y=-1.67962E+00+6.22022E-01X1-8.94631E-01X2+2.28027E-02X3-6.10987E-03X4-3.42947E-04X5+1.33114E+00X6式中：X1—开挖深度〔H0-Ht〕;H0—起始高程;Ht—t时刻的高程；X2—开挖深度2；X3—旬平均气温〔℃〕；X4—日平均气温〔℃〕；X5—降雨量〔〕；X6—时效因子〔Ln〔t+1〕；Y—为测点位移量，单位该方程选用因子X1、X2、X3、X4、X5、X6的重要性因素判断分别为12.80、-7.89、0.90、-0.25、-0.30、12.71，从重要性因素看出，开挖和时效影响对变形的影响最显著，温度、降雨量影响因素较校该模型方程相关系数为0.99，模型剩余标准差为±0.72，显著性检验F值为751.02，说明方程所选因子显著。
回归曲线与实测曲线比照见图3，开挖分量、温度分量、降雨分量及时效分量见图4，回归成果见表①从图表中可以看出，在开挖过程中开挖是影响多点位移计变形的最主要因素，其次是时效影响；②在开挖完成后岩体变形的影响因素主要为时效影响，且影响量值不大；温度和降雨对变形的影响很小，可忽略③同时，从2001年到2022年3月岩体变形仅从18.81变到19.49，年变形量为0.165，说明在开挖完成后岩体变形根本稳定④利用回归方程预测5年后时效分量仅为0.79，平均年时效量为0.16，说明岩体变形已经稳定 6结语〔1〕永久船闸多点位移计的观测资料说明，边坡深层岩体相对变形已经稳定由于锚固措施的使用，永久船闸高边坡、中隔墩直立墙及不稳定块体是稳定的，没有不利的变形趋势〔2〕通过模型分析说明，影响边坡深层岩体变形的主要因素是开挖，时效和温度等因素对岩体深层变形影响较校〔3〕永久船闸高边坡利用多点位移计对岩体深部程度位移进展监测，可以获得边坡沿深度方向上的位移分布及其变化过程，对于评价边坡的整体稳定性及发现潜在的滑动面，验证设计、指导施工，起到了重要的作用通过以上分析说明永久船闸高边坡变形已经趋于收敛，船闸边坡是稳定的。
□参考文献[1][3]陈绪春等，三峡工程双线五级船闸高边坡深层岩体变形监测[J].大坝与平安.2022(4).[2]於三大等，三峡工程双线五级船闸中隔墩岩体变形监测成果分析.大坝与平安.2022(4).转贴于论文联盟.ll.。