羅曉紅，米 猛

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

藏木水電站壩基巖體質(zhì)量評(píng)價(jià)及深層抗滑穩(wěn)定分析

羅曉紅，米 猛

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

本文立足于藏木水電站壩基工程實(shí)踐，從壩基巖體質(zhì)量評(píng)價(jià)方法、分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)及深層抗滑穩(wěn)定計(jì)算方法等方面進(jìn)行一些有益探索，對(duì)類似工程壩基巖體質(zhì)量評(píng)價(jià)及深層抗滑穩(wěn)定計(jì)算具有指導(dǎo)意義。

壩基巖體；巖體質(zhì)量；結(jié)構(gòu)面；滑移模式；抗滑穩(wěn)定

0 前 言

進(jìn)入新世紀(jì)以來我國尤其是西部水利水電建設(shè)進(jìn)入高峰期，水利水電建設(shè)亦為我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供了源源不斷地清潔能源?；炷林亓我恢币詠矶际俏覈麡屑~建設(shè)中主要的壩型之一，主要是依靠壩體自身重量于基礎(chǔ)之上產(chǎn)生的摩擦力及壩體與基礎(chǔ)之間的凝聚力來抵抗水壓力以滿足穩(wěn)定要求。所以混凝土重力壩基礎(chǔ)巖體必須具備足夠的強(qiáng)度、承載力，以滿足壩體對(duì)穩(wěn)定和強(qiáng)度的要求。

一般情況下，不同巖性、不同程度風(fēng)化卸荷的壩基巖體強(qiáng)度常常不同，且往往因復(fù)雜的節(jié)理裂隙、斷層或擠壓帶等地質(zhì)構(gòu)造，而使壩基巖體結(jié)構(gòu)完整性不均一。壩基巖體巖級(jí)的劃分對(duì)建基面承載力確定有重要的意義。

節(jié)理裂隙、斷層或擠壓帶等地質(zhì)構(gòu)造往往可以組合形成不可預(yù)知的滑移通道。蓄水后在庫水推力作用下，壩體可能連結(jié)某些區(qū)域的壩基巖體沿滑移通道而產(chǎn)生滑移失穩(wěn)，從而導(dǎo)致深層抗滑問題。

如何對(duì)壩基巖體質(zhì)量進(jìn)行科學(xué)評(píng)價(jià)、采用何種方式準(zhǔn)確分析壩基巖體深層抗滑穩(wěn)定性在水利水電建設(shè)中顯得尤為重要。

本文根據(jù)藏木水電站壩基開挖時(shí)揭露的河床全貌，在全面精測(cè)壩基巖體結(jié)構(gòu)面的基礎(chǔ)上，分析其優(yōu)勢(shì)產(chǎn)狀。通過現(xiàn)場(chǎng)編錄、檢測(cè)、試驗(yàn)、研究，分析各壩段基礎(chǔ)巖體巖級(jí)，完成巖體質(zhì)量評(píng)價(jià)。根據(jù)開挖揭露的結(jié)構(gòu)面，特別是緩傾結(jié)構(gòu)面，重新確定重力壩壩基巖體抗滑穩(wěn)定的邊界條件、力學(xué)參數(shù)，并采取兩種方式進(jìn)行抗滑穩(wěn)定計(jì)算。

1 壩址區(qū)工程地質(zhì)條件簡(jiǎn)介

藏木水電站位于西藏自治區(qū)雅魯藏布江中游桑日至加查峽谷段出口處，距雅魯藏布江斷裂帶最近僅約5 km，壩型為混凝土重力壩，最大壩高116 m，屬高壩。

雅魯藏布江以S40°E流經(jīng)壩址區(qū)，河道順直，兩岸臨江坡高大于1 000 m，呈較對(duì)稱的“V”字型深切河谷。岸坡地形較完整，地形坡度總體40°～60°?？菟诤铀桓叱碳s3 249 m，水面寬100～150 m，水深一般4～6 m。正常蓄水位3 310 m時(shí)，谷寬320～360 m。

壩址區(qū)河谷深切，谷坡陡峻，物理地質(zhì)現(xiàn)象主要表現(xiàn)為巖體的風(fēng)化、卸荷、崩塌等。壩基基巖巖性單一，為燕山晚期～喜山期花崗巖二長花崗巖，巖質(zhì)較堅(jiān)硬。巖體風(fēng)化主要表現(xiàn)為礦物蝕變、裂面銹染等；巖體卸荷較明顯，岸坡高高程部位卸荷較顯著，低高程相對(duì)較弱。弱風(fēng)化巖體錘擊聲較清脆，水平深度一般為40～60 m，河床垂直埋深(基巖面以下)為9.0～35.7 m；弱卸荷水平深度一般為20～40 m，河床垂直埋深(基巖面以下)為1.5～5.25 m；強(qiáng)卸荷推測(cè)水平深度3～10 m；微新巖體：巖石新鮮，錘擊聲清脆。

河床覆蓋層厚14.10～45.10 m，基巖頂板高程為3 201.10～3 240.00 m。覆蓋層縱向上厚度較為穩(wěn)定，鉆孔揭示橫向上以河床偏左側(cè)最厚達(dá)45.1 m，向兩岸漸薄。

2 壩基巖體質(zhì)量評(píng)價(jià)

壩基巖體是存在于一定環(huán)境中的地質(zhì)體，其形成和發(fā)展經(jīng)受過地質(zhì)歷史時(shí)期各種內(nèi)外動(dòng)力地質(zhì)作用的改造和影響，壩基巖體的質(zhì)量直接影響大壩的安全和經(jīng)濟(jì)。

壩基巖體質(zhì)量是取決于巖質(zhì)類型、巖體的風(fēng)化卸荷、巖體結(jié)構(gòu)類型、巖體緊密程度、巖體透水性等多種因素的綜合，各種因素對(duì)巖體力學(xué)性質(zhì)的影響是不同的，任何單一因素的分類都不可能全面反映巖體的整體特性，必須采用多因素綜合評(píng)判的方法，考慮各種因素的相互影響，進(jìn)行系統(tǒng)的分析評(píng)價(jià)，進(jìn)而建立完整的工程巖體質(zhì)量體系。其中壩基巖體構(gòu)造發(fā)育程度對(duì)壩基巖體質(zhì)量有著重要的影響。

壩基巖體構(gòu)造主要以節(jié)理裂隙、擠壓帶及小斷層為主，結(jié)構(gòu)面類型以剛性結(jié)構(gòu)面、軟弱結(jié)構(gòu)面為主。

斷層：壩基巖體主要發(fā)育斷層有f5、f20、f21、f22， f21、f22、f20近SN向，延伸長度一般為200～400 m，破碎帶寬度一般為0.3～0.5 m；f5近EW向，延伸長度一般為200～400 m，破碎帶寬度一般為0.3～0.5 m。小斷層晚更新世以來不具活動(dòng)性。

擠壓破碎帶及裂隙密集帶：以NE、NW向?yàn)橹?，中、陡傾角，破碎帶寬一般為5～20 cm，延伸一般十至數(shù)十米，多發(fā)育于河床壩段建基面；局部發(fā)育裂隙密集帶，主要分布于左岸大壩建基面。

節(jié)理裂隙：節(jié)理裂隙受構(gòu)造多以陡傾角和中等傾角結(jié)構(gòu)面為主，緩傾角相對(duì)不甚發(fā)育。緩傾角結(jié)構(gòu)面于小斷層、擠壓破碎帶中不發(fā)育，于節(jié)理裂隙中相對(duì)發(fā)育。其中以J23，N40°～55°W/SW∠20°～30°和J28,近EW/ S∠25°～35°較發(fā)育，且主要發(fā)育于左岸溢流壩段7號(hào)、8號(hào)壩基中、上部位。Ⅱ級(jí)巖體緩傾角裂隙連通率約為20%，Ⅲ1級(jí)巖體緩傾角裂隙連通率約為30%，Ⅲ2級(jí)巖體緩傾角裂隙連通率約為40%。

其中緩傾角結(jié)構(gòu)面延伸長一般為3～10 m，以波狀起伏為主，偶見平直結(jié)構(gòu)面，裂面普遍閉合，較

緊密，少量裂面微張。裂面以剛性結(jié)構(gòu)面為主，部分為巖塊巖屑型，偶見巖屑夾泥型，間距一般為0.5～2 m，未見成帶分布的情況。

為準(zhǔn)確查明巖體質(zhì)量，主要采用以下工作方法：

(1)巖體物理力學(xué)實(shí)驗(yàn)。巖體物理力學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芏糠磻?yīng)不同風(fēng)化卸荷強(qiáng)度巖體力學(xué)參數(shù)、不同類型結(jié)構(gòu)面力學(xué)參數(shù)，對(duì)巖體質(zhì)量評(píng)價(jià)及壩基巖體深層抗滑穩(wěn)定計(jì)算具有重要的意義。

(2)工程地質(zhì)編錄。工程地質(zhì)編錄能于平面查明大壩基礎(chǔ)巖體風(fēng)化卸荷強(qiáng)度、巖體結(jié)構(gòu)及結(jié)構(gòu)面發(fā)育狀況，其中針對(duì)結(jié)構(gòu)面采用精測(cè)方式，并進(jìn)行對(duì)比分析，對(duì)優(yōu)勢(shì)結(jié)構(gòu)面、緩傾結(jié)構(gòu)面則結(jié)合壩基巖體深層抗滑穩(wěn)定進(jìn)行綜合分析。

(3)地球物理勘探。地球物理勘探主要采用常規(guī)聲波測(cè)試、對(duì)穿聲波測(cè)試、鉆孔電視全景圖像及孔內(nèi)變模測(cè)試等方式,以查明大壩建基面下部空間巖體結(jié)構(gòu)、風(fēng)化卸荷深度及結(jié)構(gòu)面發(fā)育狀況。大壩建基面下部空間巖體結(jié)構(gòu)面發(fā)育狀況主要由鉆孔電視全景圖像解譯而來。

巖體質(zhì)量分級(jí)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)：大壩基礎(chǔ)巖體質(zhì)量分級(jí)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，主要根據(jù)壩址區(qū)巖體(石)工程特性及物理力學(xué)試驗(yàn)成果，并結(jié)合《水利水電工程地質(zhì)勘查規(guī)范》(GB560287-99)及類似工程經(jīng)驗(yàn)，將壩基工程巖體質(zhì)量分為3大類，其中Ⅲ類巖體進(jìn)一步劃分為Ⅲ1和Ⅲ2兩個(gè)亞類(見表1)。

Ⅱ級(jí)巖體：巖性為二長花崗巖，微風(fēng)化～新鮮，巖體結(jié)構(gòu)呈次塊狀～塊狀，嵌合較緊密～緊密；巖體聲波縱波速度Vp=5 100～5 600 m/s，波速曲線平順，起伏小，Kv=0.75～0.9，RQD=90%～100%。開挖爆破后面平直，半孔率達(dá)95%以上。開挖揭示Ⅱ級(jí)巖體裂隙不發(fā)育，呈塊～次塊狀結(jié)構(gòu)；鉆孔全景圖像顯示巖體呈完整的柱狀，裂隙不發(fā)育。

表1 大壩壩基工程巖體質(zhì)量分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

Ⅲ1級(jí)巖體：弱風(fēng)化、弱卸荷，巖體結(jié)構(gòu)呈鑲嵌狀～次塊狀，嵌合中等緊密的二長花崗巖及發(fā)育于微新巖體中的裂隙密集帶；巖體縱波速度Vp=4 300～5 100 m/s，波速曲線小起伏，Kv=0.55～0.75，RQD=60%～85%。開挖爆破后面較平直，半孔率一般在90%左右。開挖揭示Ⅲ1級(jí)巖體裂隙較發(fā)育，呈次塊～鑲嵌狀；鉆孔電視顯示巖體呈較完整的柱狀，裂隙較發(fā)育。

Ⅲ2級(jí)巖體：弱(偏強(qiáng))風(fēng)化、弱卸荷，巖體結(jié)構(gòu)呈鑲嵌碎裂狀結(jié)構(gòu)，較松弛的二長花崗巖；弱風(fēng)化、弱卸荷巖體中的擠壓破碎帶、裂隙密集帶、小斷層影響帶；巖體縱波速度Vp=3 500～4 300 m/s，波速曲線呈鋸齒狀起伏大，Kv=0.35～0.55，RQD=30%～50%。開挖揭示Ⅲ2級(jí)巖體裂隙發(fā)育，裂面普遍中銹、局部強(qiáng)銹，巖體較破碎呈鑲嵌～碎裂狀；鉆孔電視顯示巖體裂隙發(fā)育，銹染嚴(yán)重，孔壁不完整，有垮孔現(xiàn)象。

Ⅳ級(jí)巖體：弱風(fēng)化、強(qiáng)卸荷的二長花崗巖；沿劈理化帶發(fā)育的弱偏強(qiáng)風(fēng)化巖體；發(fā)育于弱風(fēng)化、弱卸荷巖體中的小斷層。一般縱波速度Vp=2 500～3 500 m/s，Kv=0.15～0.35，RQD<25%。開挖揭示Ⅳ巖體裂隙發(fā)育，裂面普遍強(qiáng)烈銹染，呈碎裂狀；鉆孔電視顯示巖體破碎，垮孔明顯。

根據(jù)大壩基礎(chǔ)巖體分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，并結(jié)合大壩基礎(chǔ)工程地質(zhì)編錄資料及地球物理勘探成果將大壩各壩段巖體質(zhì)量分別統(tǒng)計(jì)(見表2)，并將大壩基礎(chǔ)巖體質(zhì)量進(jìn)行三維空間及二維平面展示(見圖1、2)。

表2 壩基巖體質(zhì)量分級(jí)統(tǒng)計(jì)

綜上所述，大壩基礎(chǔ)未見強(qiáng)風(fēng)化巖體，淺表部位巖體以弱風(fēng)化、弱卸荷為主，較大埋深巖體多微風(fēng)化至新鮮。弱風(fēng)化、弱卸荷下限界線與前期基本一致，部份巖體質(zhì)量較前期略優(yōu)；僅9、10號(hào)壩段下游壩趾部位、13號(hào)壩段上游壩踵部位巖體弱風(fēng)化程度略有加深，巖體質(zhì)量稍差。

Ⅲ2級(jí)、Ⅳ級(jí)巖體主要受構(gòu)造控制、多沿小斷層、擠壓破碎帶、裂隙密集帶呈帶狀、束狀展布。

大壩基礎(chǔ)巖體質(zhì)量總體較前期勘測(cè)略優(yōu)：2～4號(hào)壩段建基面均為Ⅱ級(jí)巖體，14、15號(hào)壩段建基面部份出露Ⅱ級(jí)巖體；Ⅲ1級(jí)巖體面積占比減少，但建基面下20 m范圍內(nèi)體積占比大幅增加；Ⅲ2級(jí)巖體面積略有增加，但建基面下20 m范圍內(nèi)體積比降低。

結(jié)合不同壩段的建基要求，壩基巖體基本滿足大壩承載需要。

圖1 大壩基坑巖級(jí)分區(qū)三維展示

圖2 大壩基礎(chǔ)巖級(jí)分區(qū)平面示意

3 壩基深層抗滑穩(wěn)定分析

重力壩壩基滑動(dòng)失穩(wěn)的基本形式有兩種：表面滑動(dòng)和深層滑動(dòng)。其中，壩基混凝土與基巖面所發(fā)生的滑動(dòng)破壞稱為表面滑動(dòng)；深層滑動(dòng)包含兩種情況，第一種情況是發(fā)生于均質(zhì)壩基，是一種滑動(dòng)面近似弧形的剪切破壞，第二種情況是與壩體連接部分的壩基沿基礎(chǔ)巖體中結(jié)構(gòu)面的滑動(dòng)破壞。

實(shí)際上，混凝土重力壩的抗滑穩(wěn)定性往往取決于基礎(chǔ)巖體中結(jié)構(gòu)面，尤其是緩傾角結(jié)構(gòu)面及軟弱夾層，即深層滑動(dòng)往往是混凝土重力壩主要破壞模式。

混凝土重力壩深層滑動(dòng)破壞，可分為三種類型:

(1)滑動(dòng)面剪切破壞：在水平荷載作用下，壩體沿壩基內(nèi)存在可能導(dǎo)致單斜面滑動(dòng)或雙斜面滑動(dòng)的結(jié)構(gòu)面而發(fā)生剪切破壞。

(2)抗力體擠壓破壞：當(dāng)壩基內(nèi)存在傾向下游的軟弱夾層或緩傾角結(jié)構(gòu)面，下游尾巖內(nèi)沒有傾向上游的軟弱夾層或緩傾角結(jié)構(gòu)面時(shí)，不構(gòu)成雙斜面滑動(dòng)。在水平荷載作用下，壩踵處巖體可能產(chǎn)生拉裂破壞，與壩體連接部分基礎(chǔ)可能發(fā)生剪切破壞，同時(shí)傳給尾巖抗力體超過其承載能力的剩余推力，擠壓破壞產(chǎn)生。

(3)抗力體隆起破壞：壩基巖體內(nèi)存在軟弱夾層或緩傾角結(jié)構(gòu)面，尾巖呈層狀，比較完整且?guī)r性堅(jiān)硬。尾巖上部在水平荷載作用下產(chǎn)生拉伸區(qū)，并有向上的位移產(chǎn)生，也就有隆起破壞產(chǎn)生。

3.1 壩基深層抗滑工程地質(zhì)條件

深層抗滑穩(wěn)定的有利條件為：未揭示較大的控制性緩傾角連續(xù)軟弱結(jié)構(gòu)面，抗力體巖體為堅(jiān)硬、較完整的花崗巖，具有較高的整體強(qiáng)度；

深層抗滑穩(wěn)定的不利條件為：壩基局部發(fā)育緩傾角裂隙，延伸較長，特別是在建基面下伏的Ⅲ2級(jí)巖體中緩傾角裂隙相對(duì)較發(fā)育，連通率較高，性狀較差。

3.2 深層抗滑計(jì)算方法

本文主要結(jié)合壩基開挖揭示的工程地質(zhì)條件，選取典型壩段，開展等系數(shù)法(等K法)及三維有限單元法進(jìn)行深層抗滑穩(wěn)定計(jì)算分析，確定大壩深層抗滑穩(wěn)定性。

等系數(shù)法(等K法)：重力壩深層抗滑穩(wěn)定計(jì)算較為復(fù)雜，計(jì)算公式隨邊界條件即滑動(dòng)體的類型不同而異，主要由滑動(dòng)面的產(chǎn)狀和組合形式所控制。根據(jù)重力壩深層滑動(dòng)的產(chǎn)狀及組合的不同，一般可分為單滑面傾向下游、單滑面傾向上游及雙滑動(dòng)面。實(shí)際上，滑裂面往往不會(huì)貫穿上下游形成單斜面滑動(dòng)形式，而是往往出現(xiàn)復(fù)雜的曲線或折線形狀。工程中常見雙滑動(dòng)面破壞形式，將雙滑動(dòng)面切割形成的塊體沿滑動(dòng)面交點(diǎn)分割為兩塊體，分別采用剛體極限平衡法進(jìn)行穩(wěn)定性計(jì)算分析，兩塊體安全系數(shù)相同。

有限單元法：一種有著堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)和廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域的數(shù)值分析方法。有限單元法的基本思想是將連續(xù)的求解區(qū)域離散為一組有限個(gè)、且按一定方式相互聯(lián)結(jié)在一起的單元的組合體。利用在每一個(gè)單元內(nèi)假設(shè)的近似函數(shù)來分片地表示全求解域上待求的未知場(chǎng)函數(shù)。單元內(nèi)的近似函數(shù)通常由未知場(chǎng)函數(shù)或及其導(dǎo)數(shù)在單元的各個(gè)結(jié)點(diǎn)的數(shù)值和其插值函數(shù)來表達(dá)。這樣，一個(gè)問題的有限元分析中，未知場(chǎng)函數(shù)或及其導(dǎo)數(shù)在各個(gè)結(jié)點(diǎn)上的數(shù)值就成為新的未知量(即自由度)，從而使一個(gè)連續(xù)的無限自由度問題變成離散的有限自由度問題。一經(jīng)求解這些未知量，就可以通過插值函數(shù)計(jì)算出各個(gè)單元內(nèi)場(chǎng)函數(shù)的近似值，從而得到整個(gè)求解域上的近似解。

3.3 壩基深層抗滑穩(wěn)定控制標(biāo)準(zhǔn)

等系數(shù)法(等K法)方法計(jì)算的穩(wěn)定安全系數(shù)要求正常蓄水位工況的計(jì)算值大于等于3.0，校核洪水位工況的計(jì)算值大于等于2.5，地震工況的計(jì)算值大于等于2.3；有限單元法計(jì)算的穩(wěn)定安全系數(shù)正常工況和設(shè)計(jì)地震工況下，壩體抗滑穩(wěn)定“抗力/作用力”大于1。

3.4 典型壩段深層抗滑穩(wěn)定計(jì)算

結(jié)合工程地質(zhì)編錄資料及地球物理勘探成果選取15號(hào)壩段進(jìn)行深層抗滑穩(wěn)定計(jì)算。

滑移模式分析：

15號(hào)壩段下可能構(gòu)成危險(xiǎn)滑移通道的裂隙為：①J7：N70°～80°W/SW(NE)∠75°～85°;②J36;③g16-2：N50°～60°W/NE∠50°～70°。在15號(hào)壩段下未發(fā)現(xiàn)錯(cuò)動(dòng)帶。深層滑動(dòng)計(jì)算的滑移通道見表3，具體滑移通道見圖3。

計(jì)算參數(shù)：

根據(jù)開挖地質(zhì)揭示可知，壩基巖體3 226.5m高程為Ⅱ類、Ⅲ1類，3 217.65m高程主要為Ⅲ1類，局部為Ⅲ2類。巖體物理力學(xué)參數(shù)建議值以及各裂隙結(jié)構(gòu)面抗剪斷指標(biāo)地質(zhì)取值如表4所示。

計(jì)算成果：

深層抗滑穩(wěn)定采用等K法計(jì)算。15號(hào)壩段深層抗滑穩(wěn)定計(jì)算成果見表5。

表3 15號(hào)壩段深層抗滑滑移模式

圖3 15號(hào)壩段深層抗滑滑移通道計(jì)算示意

類型抗剪斷強(qiáng)度f'c'/MPa備 注ⅡⅢ11.11.2Ⅲ20.90.9裂隙J7:N70°～80°W/SW(NE)∠75°～85°0.5250.075巖塊巖屑型裂隙J360.5250.075巖塊巖屑型g16-2:N50°～60°W/NE∠50°～70°0.3750.05巖屑夾泥型

表5 15號(hào)壩段深層抗滑穩(wěn)定計(jì)算成果

等K法計(jì)算成果表明， 15號(hào)壩段的深層抗滑穩(wěn)定在兩種計(jì)算工況下都滿足規(guī)范要求。

有限單元法：

有限元模型及計(jì)算參數(shù)：有限元模型見圖4，整體采用六面體等參元進(jìn)行網(wǎng)格劃分，局部采用四面體單元進(jìn)行剖分。

圖4 壩體有限元模型

靜力工況：自重+正常蓄水位及相應(yīng)的尾水位+泥沙荷載+揚(yáng)壓力+浪壓力。

動(dòng)力工況：自重+正常蓄水位及相應(yīng)的尾水位+泥沙荷載+揚(yáng)壓力+浪壓力+水平地震荷載(190.3 cm/s2)。

Ⅲ1類巖體：f′=1.0，c′=1.1 MPa。

混凝土/基巖：f′=1.0，c′=0.9 MPa。

g16-1：f′=0.35，c′=0.05 MPa。

因按照15號(hào)壩段地質(zhì)縱剖圖和橫剖圖得到的擠壓帶g16-1的傾角和走向相差較大，其中橫剖面得到的g16-1截面該壩段深層抗滑穩(wěn)定相對(duì)較為不利，如圖5淺色陰影圍成的截面所示。

圖5 g16-1的傾向、走向及塊體滑動(dòng)模式示意

滑動(dòng)模式：

滑動(dòng)模式1：不考慮14號(hào)壩段底部巖體的黏聚力，只考慮其摩擦力；上游在壩踵處沿J7拉裂，滑動(dòng)沿g16-1斷層向下游滑出?？紤]g16-1右側(cè)建基面水平區(qū)域的黏聚力和摩擦力。

滑動(dòng)模式2：不考慮14號(hào)壩段底部巖體的黏聚力及其摩擦力；上游在壩踵處沿J7拉裂，滑動(dòng)沿g16-1斷層向下游滑出?？紤]g16-1右側(cè)建基面水平區(qū)域的黏聚力和摩擦力。

由于尾部巖體較大，按該種斷層傾向和走向計(jì)算得到壩體抗滑穩(wěn)定滿足相關(guān)規(guī)范要求，并且安全性較高，計(jì)算結(jié)果見表6。

表6 15號(hào)壩段深層抗滑穩(wěn)定計(jì)算結(jié)果

有限單元法計(jì)算成果表明，在靜力工況和設(shè)計(jì)地震工況下,沿深層滑移路徑的抗滑穩(wěn)定均滿足現(xiàn)行規(guī)范要求，并且有一定的安全裕度。

綜述，在壩基工程地質(zhì)編錄資料及鉆孔全景圖像解譯成果基礎(chǔ)之上，對(duì)結(jié)構(gòu)面統(tǒng)計(jì)分析，建立可能的深層滑移破壞模式，并采用等系數(shù)法(等K法)、有限單元法對(duì)壩基巖體進(jìn)行深層抗滑穩(wěn)定計(jì)算，并將計(jì)算成果對(duì)比分析，均滿足規(guī)范要求。其中有限單元法考慮了塊體側(cè)面壩基巖體水平區(qū)域的黏聚力和摩擦力，更能反映壩基巖體深層抗滑真實(shí)情況。

4 結(jié) 論

混凝土重力壩作為水利水電工程建設(shè)中主要壩型之一，主要是依靠壩體自身重量于基礎(chǔ)之上產(chǎn)生的摩擦力及壩體與基礎(chǔ)之間的凝聚力來抵抗水壓力以滿足穩(wěn)定要求。

本文根據(jù)藏木水電站壩基工程實(shí)踐，從壩基工程地質(zhì)條件著手，根據(jù)巖土物理力學(xué)實(shí)驗(yàn)成果，并結(jié)合技施階段工程地質(zhì)編錄資料及地球物理勘探成果，完成對(duì)壩基巖體質(zhì)量評(píng)價(jià)；根據(jù)壩基開挖實(shí)測(cè)結(jié)構(gòu)面，特別是緩傾結(jié)構(gòu)面，結(jié)合鉆孔全景圖像對(duì)基礎(chǔ)下部巖體三維空間結(jié)構(gòu)面解譯的成果確定重力壩壩基巖體深層抗滑穩(wěn)定的邊界條件、力學(xué)參數(shù)，并采取適宜的計(jì)算方法即等系數(shù)法(等K法)、有限單元法進(jìn)行深層抗滑穩(wěn)定計(jì)算。

本文對(duì)類似工程壩基巖體質(zhì)量評(píng)價(jià)、建基面確定及壩基巖體深層抗滑穩(wěn)定分析具有一定的參考、指導(dǎo)作用。

2016-08-23

羅曉紅(1969-)，男，四川邛崍人，教授級(jí)高級(jí)工程師，從事水電工程地質(zhì)勘察工作。

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