金沙江白鶴灘水電站高拱壩建設(shè)工程地質(zhì)適宜性研究.pdf

1、高拱壩工程地質(zhì)適宜性評價是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程問題。本文以白鶴灘水電站為研究對象，以大量的現(xiàn)場實測資料為基礎(chǔ)，在大量野外調(diào)查和對第一手資料進(jìn)行室內(nèi)測試和統(tǒng)計分析基礎(chǔ)上，研究了白鶴灘水電站壩區(qū)巖體結(jié)構(gòu)面成因，包括巖石建造、構(gòu)造改造和表生改造等，并在此基礎(chǔ)上，較為系統(tǒng)的研究了巖體結(jié)構(gòu)面的發(fā)育特征，用三維仿真模型演化了壩區(qū)地應(yīng)力場的變化特征，闡述了與高壩建設(shè)適宜性評價有關(guān)的巖體質(zhì)量分級，分析研究邊坡破壞機制，并利用UDEC離散元模型對邊坡破壞機

2、制進(jìn)行了模擬，結(jié)合壩肩抗力體抗滑穩(wěn)定性分析，討論了由層間、層內(nèi)錯動帶構(gòu)成底滑面，斷層和基體裂隙構(gòu)成側(cè)裂面的情況下，壩肩抗力體的抗滑穩(wěn)定性，進(jìn)而研究了巖體結(jié)構(gòu)面對壩肩抗滑穩(wěn)定性的控制作用，最后，對高邊坡的穩(wěn)定性進(jìn)行了分析和評價。通過上述研究，本文取得了如下主要成果： 1、利用工程地質(zhì)分級方法，從結(jié)構(gòu)面工程地質(zhì)性狀及工程地質(zhì)意義出發(fā)，對研究區(qū)勘探揭露的結(jié)構(gòu)面進(jìn)行了系統(tǒng)的分級分類，并建立了較為系統(tǒng)的性狀描述體系，很好的解決了研究區(qū)巖體

3、結(jié)構(gòu)面的分級問題，從而為分層次深入研究結(jié)構(gòu)面的工程地質(zhì)性狀奠定了基礎(chǔ)。 2、采用了四種巖體質(zhì)量分級評價方案對研究區(qū)巖體質(zhì)量進(jìn)行了研究，這四種方案包括：工程巖體分級標(biāo)準(zhǔn)(GB50218-94)、水利水電圍巖工程地質(zhì)分類(GB50267-99)、巖體RMR分類(Bieniawski，1973)、巖體質(zhì)量指數(shù)Z分級(小灣，1995)。結(jié)果顯示，擬合度最高的是BQ-T，較好的是BQ-Z，以及T-Z，他們的擬合度都能達(dá)到74﹪以上，而且其

4、擬合關(guān)系都是對數(shù)擬合關(guān)系。同時看到凡涉及到與RMR分類系統(tǒng)的擬合，主要為直線擬合，但擬合度均很低，一般都是在57﹪以下?？傮w來看在四種巖體質(zhì)量分級評價保有三種巖體質(zhì)量分類之間的相關(guān)性比較好。在此定量化基礎(chǔ)上，結(jié)合現(xiàn)場分類以及水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范，通過對比綜合，得到研究區(qū)巖體質(zhì)量分級。由于白鶴灘水電站壩址區(qū)巖體在地質(zhì)歷史中曾遭受過多期構(gòu)造地質(zhì)作用，和后期的淺表生改造作用，具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜的特點。利用巖體質(zhì)量分級方法，解決了研究區(qū)的巖體質(zhì)量

5、分級問題，這對進(jìn)一步評價工程巖體的穩(wěn)定性、充分利用可利用巖體、制定適宜的工程措施具有十分重要的意義。 3、在對壩區(qū)邊坡破壞機制研究過程中發(fā)現(xiàn)：白鶴灘水電站壩區(qū)邊坡變形破壞現(xiàn)象從成因機制上可概括為兩個類型：一類應(yīng)是由于表生改造所形成的卸荷松動巖體。另一類是受緩傾角結(jié)構(gòu)面控制的時效變形體，這類變形體主要以蠕滑——拉裂為主。經(jīng)分析及數(shù)值模擬結(jié)果認(rèn)為，白鶴灘水電站壩區(qū)邊坡變形破壞方式將是以受緩傾角結(jié)構(gòu)面和陡傾角結(jié)構(gòu)面聯(lián)合控制的分塊滑移、

6、解體、崩塌方式為主，整體下滑的可能性不是很大。 4、在查明壩肩抗力體邊界條件的基礎(chǔ)上，利用剛體極限平衡分析中的矢量法，對白鶴灘壩肩抗力體的不同荷載情況下大塊體的穩(wěn)定性進(jìn)行了評價，結(jié)果表明：白鶴灘壩肩抗力體的穩(wěn)定性總體上達(dá)到了拱壩設(shè)計的要求。左岸壩肩最上部重量很小塊體穩(wěn)定系數(shù)不滿足規(guī)范要求，在施工設(shè)計過程中可避開此塊體。右岸塊體穩(wěn)定性總體上滿足規(guī)范要求，但塊體1和塊體3在地震力作用下安全儲備較小，對側(cè)裂面或底滑面可采取置換或錨固等

7、加固措施進(jìn)行處理。 5、對高邊坡穩(wěn)定性分析過程中得到如下看法：從岸坡的穩(wěn)定性條件以及從目前勘探調(diào)查的岸坡巖體變形破壞現(xiàn)象來看，白鶴灘水電站壩區(qū)穩(wěn)定性是，低高程優(yōu)于高高程；總體上，右岸天然邊破穩(wěn)定性條件大大優(yōu)于左岸。右岸邊破變形破壞的程度遠(yuǎn)小于左岸邊破的破壞程度。 通過數(shù)值模擬得到，左岸邊坡在天然狀態(tài)和地下水飽水狀態(tài)下是穩(wěn)定的，但在地震(Ⅷ度)以及地下水+地震狀態(tài)下是不穩(wěn)定的，其穩(wěn)定性系數(shù)最小只有0.749。從工程安全的角