苗尾水电站位于云南省云龙县旧州镇境内的澜沧江河段上,砾质土心墙堆石坝坝顶高程1414.80m,最大坝高131.30m,水库正常蓄水位1408.0m,相应库容为6.6亿m3,总装机容量1400MW。右坝前边坡为典型的反倾层状岩质边坡,边坡岩体倾倒变形十分强烈,边坡稳定性较差,严重威胁施工安全和水电站安全运营。本文以苗尾水电站右坝前边坡为研究对象,在边坡倾倒变形特征调查研究的基础上,通过地质分析和数值模拟,深入研究右坝前边坡倾倒变形特征和加固措施。取得的主要研究成果如下:(1)根据前期坝址区地质调查资料,结合坝前边坡地形地貌、地质构造、变形现象进行了现场补充调查和复核,查明了边坡结构面的发育特征。通过对地质资料整理归纳,按照坝前边坡岩体结构面分类体系,将坝前边坡结构面划分为Ⅱ类断裂型结构面、Ⅲ1类缓倾坡外断层结构面、Ⅲ2类层内错动带、Ⅲ3类一般性断层结构面、Ⅳ类裂隙类结构面以及Ⅴ类基体裂隙,并分析了各类结构面工程地质特征和对边坡稳定性控制作用。(2)通过对边坡结构面调查资料的整理,分析了边坡优势结构面(岩层面C、倾坡外结构面J1、走向与岩层面走向近垂直相交的陡倾结构面J2)、优势软弱结构面(Ⅱ、Ⅲ1、Ⅲ2、Ⅲ3类结构面)及优势硬性结构面(Ⅳ、Ⅴ类结构面)的发育特征,并根据结构面组合关系分析了结构面组合对边坡不利影响,结果表明:边坡各类结构面相互组合可形成阶梯状滑面,并逐渐向上发展,不利于边坡稳定,尤其对边坡浅表层破碎岩体的稳定十分不利。(3)坝前边坡产生了明显的倾倒变形现象,据平硐揭露调查发现:倾倒变形在边坡不同部位发育深度有所不同,A类极强倾倒破裂区发育深度约为0~25m,B1类强倾倒上段切层剪张破裂区发育深度约为0~49m,B2类强倾倒下段层内张裂变形区发育深度约为19~83m,C类弱倾倒过渡变形区发育深度约为28~182.5m。(4)通过对地表岩体倾倒变形现象调查和平硐内岩体结构精细描述,发现边坡岩体倾倒变形破裂特征主要表现为:层内剪切错动、层内拉张破裂、切层张剪破裂、折断-张裂破裂、缓倾角断层剪切蠕滑、缓倾角断层错列变形六种形式。同时根据平硐编录资料并结合倾倒变形程度分级体系,建立了坝前边坡倾倒变形岩体地质模型。(5)在地质模型基础上,通过定性分析及二维离散元演化研究系统分析了边坡变形破坏模式,离散元计算结果显示:蓄水工况下,边坡在重力和蓄水作用下沿缓倾角断层和倾坡外结构面产生滑移-拉裂变形,随着变形的发展,变形范围逐渐向坡内加深,最终形成位于强倾倒上段区(B1)底界部位的阶梯状滑面,变形深度最大36m,边坡潜在失稳区域较大,应采取相应加固措施,确保边坡稳定。(6)根据坝前边坡倾倒变形特征和特殊的变形破坏模式,提出了采用堆渣压坡加固、系统锚固支护、边坡排水三种主要加固措施组成的五种加固方案,并通过UDEC二维离散元软件对边坡加固后的变形特性进行了分析,结果表明:堆渣压坡是提高边坡稳定性最为有效地措施。(7)采用极限平衡法对五种加固方案在持久、短暂及偶然工况下的稳定性进行了计算,计算结果表明:堆渣压坡和系统锚固方案实施后,边坡在各工况下的稳定性均满足规范要求,且有一定安全储备。