向 賢 友

（中國(guó)電建集團(tuán)成都勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，四川成都 610072）

下爾呷水電站阿覺利傾倒變形體穩(wěn)定分析

向 賢 友

（中國(guó)電建集團(tuán)成都勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，四川成都 610072）

在地表地質(zhì)調(diào)查的基礎(chǔ)上，采用以硐探為主、鉆探和物探為輔的勘探手段，結(jié)合區(qū)域地質(zhì)背景、河谷的形成演化過程、特征及岸坡結(jié)構(gòu)，查明了阿覺利傾倒變形體的邊界條件、巖體結(jié)構(gòu)、變形破壞分區(qū)分帶特征、形成機(jī)制和失穩(wěn)模式，分析評(píng)價(jià)其宏觀穩(wěn)定性及對(duì)工程建筑物的影響，并提出對(duì)策措施和建議。

下爾呷；阿覺利；傾倒變形體；穩(wěn)定性

1 工程概況

下爾呷水電站位于四川省阿壩藏族羌族自治州阿壩縣境內(nèi)，地處腳木足河西源麻爾曲河與東源阿曲河匯合口下游約4 km河段，壩址距成都約567 km。下爾呷水電站系大渡河干流水電規(guī)劃“三庫(kù)22級(jí)”的干流上游“龍頭”水庫(kù)，下游為巴拉水電站。下爾呷水電站是以發(fā)電為主，兼顧防洪、供水等綜合利用的水電水利工程，正常蓄水位3 120 m，總庫(kù)容29.3億m3，最大壩高231 m，裝機(jī)容量600 MW，水庫(kù)具有多年調(diào)節(jié)性能。

阿覺利傾倒變形體位于左岸壩前上游約0.8 km（見圖1），其穩(wěn)定性對(duì)壩址選擇和樞紐布置方案影響巨大，故對(duì)阿覺利傾倒變形體的穩(wěn)定性進(jìn)行專題研究勢(shì)在必行。

圖1 阿覺利傾倒變形體與上、下壩址的關(guān)系示意

針對(duì)阿覺利傾倒變形體的地質(zhì)條件及特點(diǎn)，確定其研究的內(nèi)容主要包括：

（1）調(diào)查近壩庫(kù)岸河谷的形成演化過程、特征及岸坡結(jié)構(gòu)。

（2）重點(diǎn)調(diào)查和研究左岸壩前阿覺利傾倒變形體的邊界條件、巖體結(jié)構(gòu)、變形破壞分區(qū)分帶特征、形成機(jī)制、變形特征和失穩(wěn)模式等，分析評(píng)價(jià)其穩(wěn)定性，分析評(píng)價(jià)預(yù)可行性研究階段其對(duì)壩址初選和樞紐布置格局的影響、可行性研究階段其對(duì)選定壩址和樞紐建筑物布置的影響，并提出處理措施的建議。

工作方法：在地表地質(zhì)調(diào)查的基礎(chǔ)上，采用以硐探為主、鉆探和物探為輔的勘探手段，并結(jié)合進(jìn)行巖體物理力學(xué)試驗(yàn)。

2 區(qū)域地質(zhì)背景

下爾呷水電站區(qū)域上位于由北西向鮮水河斷裂帶與北東向龍門山斷裂帶所挾持的川青斷塊區(qū)中部的川青面狀強(qiáng)隆區(qū)內(nèi)，挽近時(shí)期以來，新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)主要表現(xiàn)為大面積的間歇性整體抬升，地殼形變微弱；壩址區(qū)地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，無區(qū)域性活動(dòng)斷層分布，僅發(fā)育少量小斷層，屬早中更新世或前第四紀(jì)活動(dòng)斷裂，晚更新世以來不具活動(dòng)性，因此工程區(qū)區(qū)域穩(wěn)定性相對(duì)較好。據(jù)地震安評(píng)成果，工程場(chǎng)地50年超越概率10%的基巖水平向動(dòng)峰值加速度為117 cm／s2，相對(duì)應(yīng)的地震基本烈度為Ⅶ度。

3 基本地質(zhì)條件

據(jù)地表地質(zhì)調(diào)查，變形體前緣高程2 945 m，后緣高程3 265 m左右，上游側(cè)緣位于河灣上游約450 m（順河長(zhǎng)度）的小溝內(nèi)，下游側(cè)緣沿左岸河灣所在山脊延伸，橫河向長(zhǎng)約480 m，順河向?qū)捈s320 m（見圖2）。根據(jù)已完成的平硐和鉆孔的成果分析，變形體的空間展布如圖3所示。

圖2 上壩址左岸壩前阿覺利傾倒變形體平面示意

圖3 上壩址左岸壩前阿覺利傾倒變形體縱剖面示意

變形體所處岸坡植被茂盛，地形較緩，地形坡度20°～40°，其中PD05號(hào)平硐上游部分位于略呈“圈椅狀”地形的槽谷內(nèi)，地形具有上下較陡、中間較緩的特征，高程3 080 m以上地形坡度38°～40°，高程2 980m以下地形坡度32°～34°，高程2 980～3 080m之間地形坡度20°～25°；PD05號(hào)平硐下游部分位于河灣所在山脊的北側(cè)坡，地形相對(duì)較陡，地形坡度37°～40°。

變形體所在區(qū)域基巖地層為三疊系上統(tǒng)雜谷腦組下段第4巖組（）薄～極薄層變質(zhì)砂巖與板巖互層、局部為中厚層變質(zhì)砂巖夾板巖和雜谷腦組上段第1巖組（）。地表多為第四系松散堆積覆蓋，覆蓋層有坡殘積（Qdl＋el）含塊碎礫石土、崩坡積（Qcol＋dl）含孤塊碎石土和沖洪積（Qal＋pl）含礫粉質(zhì)粘土。

據(jù)地表地質(zhì)調(diào)查和勘探揭示，變形體位于職呷倒轉(zhuǎn)背斜南西倒轉(zhuǎn)翼上發(fā)育的次級(jí)向斜的北東翼，向斜核部在PD05號(hào)平硐內(nèi)位于0＋235 m處，其北東翼地層產(chǎn)狀N70°～85°W／SW∠75°～80°，南西翼地層產(chǎn)狀N80°～85°W／NE∠80°～85°。區(qū)內(nèi)順層斷層及擠壓破碎帶發(fā)育，其中規(guī)模較大的斷層為F3斷層。斷層F3：總體產(chǎn)狀N70°～75°W／NE∠65°～75°，由3條次級(jí)斷層帶組成寬達(dá)三十多米的斷裂帶由構(gòu)造角礫巖、碎斑巖、碎粒巖和少量碎粉巖組成，未見斷層泥。斷層帶內(nèi)發(fā)育構(gòu)造透鏡體、破劈理及密集節(jié)理。巖體中主要發(fā)育三組節(jié)理。

區(qū)內(nèi)風(fēng)化卸荷強(qiáng)烈，表淺部變形巖體普遍出現(xiàn)松弛、松動(dòng)、拉裂現(xiàn)象。據(jù)勘探平硐揭示，強(qiáng)風(fēng)化深度90～135 m，弱風(fēng)化深度220～247 m，強(qiáng)卸荷深度120～158m，弱卸荷深度190～217m，風(fēng)化卸荷的水平深度具有隨著高程增加而減小的趨勢(shì)。

變形巖體中地下水不豐，在勘探平硐內(nèi)在旱季僅個(gè)別處見滴水，雨季個(gè)別處則沿張裂隙可見串珠狀滴水或線狀流水。

4 變形體的基本特征

根據(jù)勘探平硐揭示，變形巖體的變形程度由外向內(nèi)變形程度逐漸減弱，且隨高程增加而逐漸增強(qiáng)，風(fēng)化卸荷也與之相對(duì)應(yīng)。

按變形巖體的變形強(qiáng)度和風(fēng)化卸荷程度，將變形巖體分為四個(gè)帶：松動(dòng)帶、強(qiáng)傾倒變形帶、弱傾倒變形帶和微傾倒變形帶（見表1）。

表1 變形巖體分帶特征

5 河谷演化及變形體形成機(jī)制

阿覺利傾倒變形體所處河段的腳木足河流向S60°W，邊坡走向N80°E，與地層走向的夾角約20°，為斜縱向谷，加之其上游溝谷的切割，使得阿覺利傾倒變形體所處岸坡巖體具備了發(fā)生傾倒變形所需的臨空條件；阿覺利傾倒變巖體為三疊系上統(tǒng)雜谷腦組薄～中厚層狀變質(zhì)砂巖夾板巖或薄層狀變質(zhì)砂巖與板巖互層，單層厚度多為10～30 cm，且?guī)r層原始傾角陡立，巖石的各向異性特征十分突出，且切層結(jié)構(gòu)面較發(fā)育，其橫向抗變形能力較弱。受早期腳木足河快速下切的影響，巖層在重力作用下發(fā)生松弛、卸荷，并進(jìn)一步發(fā)生向臨空方向的彎曲傾倒變形，形成阿覺利傾倒變形體，傾倒變形方向?yàn)镹12.5°E。

6 變形體的宏觀穩(wěn)定性判斷分析

根據(jù)平硐揭示的巖體的變形特征，結(jié)合鉆孔巖芯分析認(rèn)為，阿覺利傾倒變形體在中部的強(qiáng)烈傾倒變形巖體的水平深度分別為90 m、135 m，弱傾倒變形巖體的水平深度分別為120 m、158 m，微傾倒水平深度分別為為165 m、217 m；據(jù)碎塊狀巖芯底板深度推測(cè)，在ZK37、ZK38鉆孔變形體的垂直深度分別為61.90 m、65.97 m。采用平型斷面法計(jì)算，阿覺利傾倒變體的體積約930萬m3，其中強(qiáng)烈傾倒變形巖體的體積約530萬m3，弱傾倒變形巖體的體積約190萬m3。

根據(jù)勘探揭示及地表地質(zhì)調(diào)查，并結(jié)合阿覺利傾倒變形體的成因、變形狀態(tài)分析，目前變形體地表未見拉裂等變形跡象，各變形帶巖體底界均未貫通，變形體在天然狀態(tài)下整體處于穩(wěn)定狀態(tài)，但在水庫(kù)蓄水及地震工況下，庫(kù)水和地震會(huì)惡化變形體的穩(wěn)定條件，變形巖體中淺表部的強(qiáng)傾倒松動(dòng)帶巖體存在失穩(wěn)的可能性，威脅其下游大壩及引水，泄洪建筑物進(jìn)口的安全。

7 結(jié) 語

（1）根據(jù)勘探揭示及地表地質(zhì)調(diào)查，并結(jié)合阿覺利傾倒變形體的成因、變形狀態(tài)分析，目前變形體地表未見拉裂等變形跡象，各變形帶巖體底界均未貫通，變形體在天然狀態(tài)下整體處于穩(wěn)定狀態(tài)。

（2）根據(jù)阿覺利傾倒變形體的巖體結(jié)構(gòu)、變形破壞分區(qū)分帶特征和失穩(wěn)模式，結(jié)合區(qū)域地質(zhì)背景、河谷的形成演化過程、特征及岸坡結(jié)構(gòu)分析，阿覺利傾倒變形體淺表部松動(dòng)巖體和強(qiáng)烈傾倒變形巖體穩(wěn)定性差，天然狀態(tài)下處于臨界穩(wěn)定狀態(tài)，但在水庫(kù)蓄水及地震工況下存在失穩(wěn)的風(fēng)險(xiǎn)。

（3）由于阿覺利傾倒變形體規(guī)模大、距大壩及樞紐建筑物進(jìn)口近，威脅樞紐建筑物的安全，建議對(duì)變形體采取工程處理措施、或主要建筑物布置以避讓變形體為宜。

TV223

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1003-9805（2015）04-0052-03

2015-06-29

向賢友（1964-），男，四川中江人，高級(jí)工程師，從事工程地質(zhì)勘察工作。