張明

摘 要：陡傾產(chǎn)狀巖體傾倒變形等地質(zhì)災(zāi)害會(huì)對(duì)水利工程建設(shè)造成一定的影響，必須在工程建設(shè)之前，從工程方案上加以規(guī)避。為此，本文結(jié)合具體工程實(shí)踐，對(duì)工程概況與其地質(zhì)條件進(jìn)行介紹，對(duì)傾倒變形體形態(tài)與結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行總結(jié)，對(duì)成因與傾倒變形程度劃分進(jìn)行研究，對(duì)穩(wěn)定性分析與其對(duì)工程產(chǎn)生的影響進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：水電站 左岸傾倒 傾倒變形體 成因 地質(zhì)

1.工程概況與其地質(zhì)條件1 . 1工程概況

某水電站水庫(kù)控制流域面積約為12萬(wàn)km2，平均流量在1850m3/s，水庫(kù)正常蓄水位是670m，對(duì)應(yīng)庫(kù)容大約為5億m3，死水位是650m，調(diào)節(jié)庫(kù)容是0.85億m3。結(jié)合工程落差50m，裝機(jī)容量1300MW，確保出力320MW，年發(fā)電量大約到60億kW·h。

1 . 2地質(zhì)條件

首先，工程區(qū)域可以大概歸類于中山峽谷地貌，河谷較為狹窄，干流可以以240°的角度流入到壩址區(qū)域內(nèi)，流至南東90°方向流出，以此形成一個(gè)角度為150°的拐彎，在水庫(kù)的左岸逐漸形成河灣地塊，枯水期水位大約為606.5m，對(duì)應(yīng)江面寬度大約是90m，水深平均為12.5m。在水庫(kù)壩址區(qū)域內(nèi)，工程地形按照河流轉(zhuǎn)折位置進(jìn)行劃分，形成兩種典型特征的地貌單元。其中，在河流轉(zhuǎn)這段往上是峽谷段，屬于侵蝕地形地貌，岸坡度較為陡峭，河谷在兩岸整體角度看是一個(gè)大對(duì)稱的V型，山體之間具有良好的連續(xù)性。除此之外，在寬谷段侵蝕剝蝕堆積地形地貌，相比而言河谷比較寬闊，河谷也不對(duì)稱，在河谷左岸河灣段坡地相對(duì)完整，整體上看是一個(gè)上陡下緩的地形。

其次，從地質(zhì)上分析，工程區(qū)域內(nèi)露出地層是下古生界寒武系上統(tǒng)第一段、第二段，第一段可以分為三個(gè)層次，第三層分布在傾倒變形體一側(cè)的后緣陡崖，巖性是白色大理巖化灰?guī)r，層面之間的結(jié)合相對(duì)緊密，質(zhì)地非常堅(jiān)硬；第二層位于傾倒變形體后側(cè)，巖性上部區(qū)域表現(xiàn)為中厚層狀砂巖，中部區(qū)域是變余粉晶灰?guī)r，下部區(qū)域是板巖，其中還夾雜著灰?guī)r透鏡體；第一層分布于傾倒變形體后部區(qū)域，均以變余粉晶灰?guī)r為主，灰?guī)r表現(xiàn)為厚層狀結(jié)構(gòu)，在左岸區(qū)域下部存在一篇厚度為6m的擠壓破碎帶。整體而言，第一段分布于傾倒變形體下部區(qū)域，均以巖性板巖為主，其中還夾雜砂巖、變余粉晶灰?guī)r等。

最后，在工程區(qū)域南北斷裂帶的東支斷裂帶南段，具體反映在區(qū)域上是南向北斷裂穿越。由于受到一定程度的影響，構(gòu)造無(wú)法確定到具體形態(tài)，在構(gòu)造力場(chǎng)的影響下，區(qū)域內(nèi)巖層被擠壓變形，劈理極發(fā)育，在壩址區(qū)域內(nèi)，大多地層產(chǎn)狀被劈理進(jìn)行置換，整體上分析巖層走向和斷層走向保持一致，傾角保持直立，一些個(gè)別地段底層出現(xiàn)倒轉(zhuǎn)的情況。此外，傾倒變形體上部區(qū)域存在陡崖及底部區(qū)域呈現(xiàn)為狹長(zhǎng)分布巖層，傾向是260°，傾角是80°，工程區(qū)域巖層整體產(chǎn)狀保持一致。

2.傾倒變形體形態(tài)與結(jié)構(gòu)特征

2 . 1形態(tài)特點(diǎn)

傾倒變形體分布區(qū)在平面視角上表現(xiàn)為紡錘形，長(zhǎng)度近1500m，縱向長(zhǎng)度近600m，左岸河灣段整體上可以看作是圈椅形狀的地形，假如從雞冠山南部陡崖直至江邊區(qū)域，高程大約是950m和江邊區(qū)域接近600m的斜坡，坡的走向?yàn)槲髂?，坡度?0°。坡體中間存在緩坡區(qū)域，共有兩處，一處是850m，地形坡度是17°；另外一個(gè)高程大約是680m，地形坡度是16°。傾倒變形體地表覆蓋范圍比較廣泛，大多是碎石土，傾倒變形體內(nèi)的變形情況沒(méi)有那么明顯，表現(xiàn)為平緩的外側(cè)發(fā)育產(chǎn)狀巖體，其中一處屬于諸葛大地-老洞子一線，經(jīng)過(guò)深入調(diào)查得知，三處規(guī)模較大的產(chǎn)狀特殊巖體，巖性大多是灰-灰白色大理巖化灰?guī)r，厚度較大，巖層產(chǎn)狀整體上表現(xiàn)為傾向山體內(nèi)側(cè)，傾角是40°；另一處是靠近河邊箐頭地-大窩子發(fā)育兩處產(chǎn)狀特殊巖體，分布在上游則屬于中厚狀灰?guī)r，下游則多為薄狀板巖，傾向山體內(nèi)側(cè)，傾角不大于30°。其中，產(chǎn)狀特殊巖體出露面積和傾倒變形體面積比例大約為1∶5，后緣高程超過(guò)950m的陡崖和下斜坡表現(xiàn)為顯著的錯(cuò)位感，按照地表調(diào)查分析得知，有崩滑形成的堆積體存在。

2 . 2結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分析

地質(zhì)勘察工作的繼續(xù)深入，按照傾倒變形體上勘探鉆孔得出的結(jié)果，地層受到構(gòu)造的影響非常大，大多存在石英脈充填的情況，巖芯整體上而言較低，鉆孔壓水試驗(yàn)大部分不起壓，地下水位的埋深較大，表示巖芯上地層傾角的變化比較明顯，期間也可以利用某種規(guī)則解釋。

（1）鉛直結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

針對(duì)分布在考前的鉆孔，比如，ZK327、328、332等孔能夠表示地層傾角統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，孔深度范圍處于18～24m之內(nèi)的地層傾角，大約是15°～40°之間產(chǎn)生一定的變化，和靠近江邊區(qū)域出露變位巖體傾角保持統(tǒng)一，孔深為50m的地層傾角，大約是60°，以下巖芯揭示地層傾角和常規(guī)地層傾角保持一致。

針對(duì)分布于中后部區(qū)域的各鉆孔，包括ZK67、100、105、329、330等揭示地層傾角統(tǒng)計(jì)，其孔深大約在80m以上，地層傾角范圍分布是35°～45°，孔深度在100m左右，地層傾角大約是60°。整體而言，地表變位巖體產(chǎn)狀具有一定的相似，以下巖芯揭示地層傾角大約是70°，和常規(guī)地層傾角保持一致。

針對(duì)兩者之間鉆孔分析統(tǒng)計(jì)而言，以上兩種情況均有可能出現(xiàn)，鉛直分帶較為顯著，表層地層傾角較為緩和，深部區(qū)域逐漸表現(xiàn)為正常產(chǎn)狀，平面上分析是陡崖底部直至江邊，分帶區(qū)域不同則地層傾角緩和度也有所區(qū)別。厚度上分析，鉛直方向中上部的厚度比較大，具體表現(xiàn)為過(guò)渡相，靠近江邊區(qū)域的厚度較小。

（2）水平結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

對(duì)平洞揭示水平方向傾倒變位情況進(jìn)行勘探分析，得出以下結(jié)論：首先，PD16平洞處于上游靠近河邊的位置，高程是630m，洞深在21m段巖體表現(xiàn)為碎裂鑲嵌狀結(jié)構(gòu)，產(chǎn)狀傾向E，傾角大多小于20°；洞深度分布在21～55m范圍內(nèi)，巖體為破碎狀，塊狀結(jié)構(gòu)，產(chǎn)狀傾向E，傾角變化情況是40°；在洞深度處于66m左右時(shí)，巖體表現(xiàn)為次塊狀，傾向整體上變化不大，傾角大約是65°。

3.成因分析與傾倒變形程度劃分

3. 1影響因素

對(duì)斜坡變形破壞的影響因素非常多，大體上可以歸類為內(nèi)因和外因，其中內(nèi)因包括地形因素、地層巖性因素、構(gòu)造特征以及地應(yīng)力等；外在因素則包括風(fēng)化卸荷、地下水、重力、人類活動(dòng)等因素。實(shí)際上，斜坡變形是二者結(jié)合在一起形成的結(jié)果，按照自然歷史分析等方法，對(duì)河流演變、工程區(qū)域地質(zhì)、巖性結(jié)構(gòu)進(jìn)行認(rèn)真考察分析。比如，河流演變體方面，工程區(qū)域內(nèi)上游河段是寬谷期，假如存在滑坡、崩塌等情況，就會(huì)對(duì)地質(zhì)構(gòu)造產(chǎn)生影響，下游河段是峽谷地段，存在顯著的河流下切現(xiàn)象，這種河流在演變時(shí)產(chǎn)生的下切運(yùn)動(dòng)不可避免地對(duì)兩岸巖體應(yīng)力條件及其穩(wěn)定性產(chǎn)生一定的影響。

3.2形成機(jī)理

因?yàn)樵诠こ痰匦紊媳憩F(xiàn)為三面臨空，巖層走向和岸坡走向之間的夾角不大于30°，巖層比較陡峭，巖坡巖體中部是軟硬夾雜的巖體，裂隙不發(fā)育，不存在剪出的可能性，巖層在重力和卸荷的基礎(chǔ)上，出現(xiàn)臨空側(cè)彎曲拉裂傾倒的地質(zhì)情況。此外，除了卸荷回彈以及重力傾倒變形的情況，要對(duì)區(qū)域內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造新構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)烈進(jìn)行綜合考慮，地震活動(dòng)比較頻繁，降雨量相對(duì)豐富的區(qū)域特征，地震以及暴雨等原因也會(huì)導(dǎo)致傾倒變形體的形成。

3.3傾倒變形程度

按照傾倒變形體內(nèi)部變位巖體產(chǎn)狀，特別是傾角變化情況，充分考慮巖體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、工程現(xiàn)場(chǎng)條件等，對(duì)巖體傾倒變形程度進(jìn)行劃分，包括強(qiáng)烈、較強(qiáng)烈以及弱傾倒變形三種。傾倒變形程度類別具體參考表一。

4.穩(wěn)定性分析與其對(duì)工程產(chǎn)生的影響

傾倒變形體表層厚度是20m的碎石土，結(jié)構(gòu)比較緊湊，中間不存在軟弱層面，底面是一個(gè)綜合面，實(shí)際上可以理解為臺(tái)階狀粗糙不連續(xù)面，傾倒變形體內(nèi)巖體相對(duì)干燥。傾倒變形巖體表現(xiàn)為塊裂狀，與其完整性和深度有關(guān)；優(yōu)勢(shì)裂隙發(fā)育方向和邊坡表現(xiàn)為大角度相交，傾倒變形體地質(zhì)特點(diǎn)對(duì)于自身穩(wěn)定性有很大的幫助。按照野外地質(zhì)勘察情況得知，傾倒變形體表現(xiàn)不存在顯著的變形裂縫、下錯(cuò)滑移等情況，表明傾倒變形體的穩(wěn)定性比較不錯(cuò)。穩(wěn)定性對(duì)于工程的影響，主要是廠房邊坡開(kāi)挖之后，在坡體上出現(xiàn)一些順坡向中緩傾角結(jié)構(gòu)面，對(duì)于坡段穩(wěn)定性控制造成一定困難，此外還存在地震、邊坡穩(wěn)定、降雨等影響。

5.總結(jié)

總而言之，傾倒變形體的成因比較復(fù)雜，以地形地貌特征對(duì)傾倒變形體進(jìn)行研究，加強(qiáng)對(duì)傾倒變形體的認(rèn)識(shí)。所以，對(duì)傾倒變形體的成因、穩(wěn)定性、工程特征進(jìn)行研究分析，對(duì)于工程整體方案、巖土體工程的利用、工程安全性有重要作用。

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