瀾滄江糯扎渡水電站開挖邊坡穩(wěn)定性工程地質(zhì)系統(tǒng)研究.pdf

1、復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境條件下的巖石高邊坡穩(wěn)定性問題是我國大型水電工程建設(shè)中的一個重大工程技術(shù)難題。在建的瀾滄江糯扎渡水電站壩高261.5m、裝機(jī)容量5850Mw，并且處于復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境條件之下，工程施工后將在不同部位形成眾多的巖質(zhì)高陡邊坡。這些邊坡的規(guī)模、地形地質(zhì)條件及邊坡地質(zhì)結(jié)構(gòu)類型各異，潛在的變形失穩(wěn)模式復(fù)雜多樣，開挖邊坡穩(wěn)定性問題尤為突出。本文以糯扎渡水電站工程地質(zhì)環(huán)境條件、復(fù)雜邊坡巖體結(jié)構(gòu)成因特征的研究為基礎(chǔ)，以巖質(zhì)開挖邊坡的穩(wěn)定性研究為

2、核心，通過各種方法評價和預(yù)測了不同結(jié)構(gòu)類型邊坡的穩(wěn)定性。通過這些工作，以期獲得一套具有一定理論意義并可指導(dǎo)工程實踐的巖質(zhì)高邊坡在復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境條件下的穩(wěn)定性評價方法。在系統(tǒng)的研究工作中主要取得了如下研究成果： (1)查明了研究區(qū)的工程地質(zhì)環(huán)境條件，認(rèn)為該區(qū)巖體結(jié)構(gòu)的形成經(jīng)歷了復(fù)雜的構(gòu)造改造過程。壩區(qū)巖體經(jīng)過六期構(gòu)造活動形成現(xiàn)今構(gòu)造體系，主要構(gòu)造現(xiàn)象表現(xiàn)為斷層和節(jié)理。根據(jù)工程區(qū)地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、風(fēng)化卸荷及巖體結(jié)構(gòu)類型的情況，將樞紐

3、區(qū)的工程地質(zhì)條件分為六個區(qū)。 (2)發(fā)現(xiàn)樞紐區(qū)西側(cè)存在一個規(guī)模較大的穹隆構(gòu)造，穹隆構(gòu)造挽近期以來的隆升過程造就了現(xiàn)今邊坡巖體特殊的變形破裂現(xiàn)象——環(huán)狀和放射狀夾泥張性破裂帶。這些夾泥張性破裂帶的存在，使得邊坡巖體結(jié)構(gòu)進(jìn)一步復(fù)雜化，并弱化了整個邊坡巖體的力學(xué)性能。 (3)應(yīng)用邊坡巖體質(zhì)量分級的研究成果，采用定性與定量分級相結(jié)合的思路，建立了工程區(qū)邊坡巖體質(zhì)量分級的現(xiàn)場定性分級法和修正的CSMR分級法，最后對各工程開挖邊坡進(jìn)

4、行綜合巖體質(zhì)量分級。根據(jù)巖體強(qiáng)度經(jīng)驗準(zhǔn)則的最新研究成果，對工程邊坡巖體的力學(xué)特性進(jìn)行了研究，并結(jié)合現(xiàn)場試驗，給出各級巖體的綜合抗剪強(qiáng)度和變形參數(shù)指標(biāo)。 (4)在已有巖體結(jié)構(gòu)研究成果的基礎(chǔ)上，建立了邊坡巖體的地質(zhì)-工程分類系統(tǒng)，將工程區(qū)邊坡分為六大類、十四亞類。從邊坡巖體結(jié)構(gòu)角度出發(fā)，將工程邊坡的地質(zhì)結(jié)構(gòu)類型和變形破壞模式聯(lián)系起來，系統(tǒng)總結(jié)分析了工程區(qū)邊坡的主要變形破壞模式，并對其變形破壞機(jī)理進(jìn)行研究。 (5)對工程區(qū)幾個

5、典型結(jié)構(gòu)邊坡——似層狀陡傾坡外結(jié)構(gòu)控制型邊坡、似層狀陡傾坡內(nèi)結(jié)構(gòu)控制型邊坡、層狀緩傾坡內(nèi)結(jié)構(gòu)控制型邊坡以及塊(碎)裂結(jié)構(gòu)控制型邊坡的穩(wěn)定性，采用“地質(zhì)過程機(jī)制分析”和“定量評價”相結(jié)合的方法，運(yùn)用“系統(tǒng)工程地質(zhì)”和“變形過程控制”的理論，進(jìn)行分析研究。 建立不同結(jié)構(gòu)類堃邊坡穩(wěn)定性計算的技術(shù)思路和方法體系，從地質(zhì)專業(yè)的角度提出相應(yīng)的支護(hù)措施建議． ①似層狀陡傾坡外結(jié)構(gòu)控制型邊坡主要發(fā)生平面滑動或崩塌，可采用剛體極限平衡法和

6、有限差分法(FLAC)分析評價其穩(wěn)定性。在施工中應(yīng)及時在邊坡中、上部位采取錨索加固措施，并盡量減少對坡腳的開挖； ②似層狀陡傾坡內(nèi)結(jié)構(gòu)控制型邊坡的主要破壞方式是傾倒變形，離散單元法是分析傾倒變形破壞的較為有效方法。邊坡施工開挖后，應(yīng)及時在坡腳和斷層發(fā)育部位進(jìn)行錨索加固措施，以防止巖體傾倒變形的進(jìn)一步發(fā)展而產(chǎn)生破壞； ③層狀緩傾坡內(nèi)結(jié)構(gòu)控制型邊坡，巖體內(nèi)發(fā)育有軟弱夾層，滑移一壓致拉裂或塑流一拉裂破壞是其最主要的變形破壞方式