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西南交通大学硪士研究生学位论文第1 页 1 1 前言 第 耄综述 岩体建地质体的组成部分,是由岩块和地质结构面共阿组成的。匿前,农 我国工程地质界较为流行的岩体结构类型的划分标准,是於德振先缴首先提出 瓣。萋零爽墼毒:熬搂头获络掏、屡状结构、碎裂结褥秘羧髂结稳溪大类,冀 中又可分为若干驱类。我国水利水电工程地质勘察规范中,将层状结构又分为 网个亚类,即:整体层状结构、块层状结构、互屡状结构期薄层结构。其划分 麓主要菝瓣是:岩钵静完整健、单层琢淡和蘩梅稀距离。 块状结构的岩体主要由沉积碳酸赫岩组、沉积砂砾岩缀、岩浆侵入岩组、 火出岩组以及变质装缀豹岩露擒成。边坡岩体较兜整,岩然强度裹,天然状态 下的稳定馁较好,常可呈较陡立的自然坡角( 7 0 8 0 ,在定条件下,岩俸怒 稳定的,这种边坡的破坏多悬取决于软弱结构面的发育特微及其组合【1 1 。 镑羼一缓瘩电懿位于霆j | | 雀滚出彝族自治势| 簸源芸彝本里县境内,是雅袭 泼干流水艟资源最寓集的中、下游河段汪个梯级水电开发的第一缀。坝址位予 饕斯罗沟与手爬沟间1 5 k m 长的河段上。电站右岸进水口洞脸边坡最大开挖商 疫约3 鞠热,嚣挖玻魄在l :0 。3 0 。7 5 之藏,其孛瘫部套钧琅熬逮皱为块状戆 腰边坡,鼹一例典型的块状岩质高陡边坡的例子。底部块状岩质边域的稳定憔 不仅直接关系到整个洞脸边坡的稳定,婀时还将影响到水库的安全。因此,程 零章孛蓄筑分耩臻有鼹表质逸皱稳定势耩方法,然后在其镌章节率,菝据现场 地质资料的调查与收集,分析判断边域可能的失稳模式,并建立合邋的稳定性 分析方法。月时,本卷也论述了曩嚣常用的如固糟质边坡的支护措撼。 1 2 稳定性分析方法 嚣兹戎边缓稳定分蓼予中,童要分为过程掇铡分掇法,理论诗算法髑工程避 质类比法( 张傅元等,1 9 9 4 ) p l 。过程机制分析法就楚应用斜坡变形、破坏的基本 规律,通过追溯斜坡演变的全过程,对斜坡稳定性发展的总趋势和酝域性特被 穆出浮徐联颈测。爨论诗露分爨,楚将主力学、襄石力学、弹望缝力学、錾裂 力学、损伤等多种力学和数学计算方法应用于斜坡稳定性的定量评价和预测。 工程地质类比法就怒把已有的天然斜坡成人工边坡的研究或设计经验应用到条 佟穰骰豹耨勰疆豹磷宠及天王边缓豹设诗孛。 过程机制分析法和工程地质类比法属于定性分析。定性分析的优点是能综 讴南交遵大学硕士研究生学位论文第2 页 合考虑各静影穗逑缓稳定懿霹素,抉逮遮怼边瑗豹稳定状援及其发曩趋势捧出 评价。理论计算法属于定量分析,主臻包括极限平衡法和数值分析法。 2 , 摄黻翠麓滚 极限平衡法越源于1 9 1 5 年瑞典人k p e t t e r s o n 对妒= o 的粘性土坡提出的所 淫瑞典条分法,雾e l l e 娃矗i u s 等久f 1 9 2 掺3 睡筵蒸懿主糖窭了赣通条分法,该方法 将边坡滑谢假定为圆弧性,它满足力矩平衡条件,但不满足力平衡条件。b i s h o p ”j 予1 9 5 5 年挺爨了修歪豹条分法,该方法氇缓定逮坡澄嚣爻嚣弧形,它凌怒力矩 平衡条件和垂直方向的力平衡条件,但不满足水平方向的力平衡条件。1 9 5 6 年 j a 珏陡l 撬瓣了更精细熬条分法。f g e n s t e 臻秘p f i 掰( 1 拿5 5 ) 嘲又提擦了一耱薪豹 条分法,谈方法不对边坡滑砸瞧状做任何假设,它溉满足力平衡条件又满足力 矩平衡条佟,还容诲条块阔为斡方两发生交像。s p e n c e 球9 6 7 ) 疆据玲了一种饕纯 的条分法,它预先假定了条块阃力的作用方向。j a i i b u ( 1 9 6 踯1 8 l 提出了一种相对 精确豹条分法,窀满足掰有懿平衡方獠,逶掰予任意形状豹淆蟊,条闯疆力豹 作用方向也可以变化,但该方法容易产生计算方面的问题。h o c k ( 1 9 7 4 ) 1 9 】提出了 遴符透壤耩形露分析懿方法,缎定各滑嚣均为平瑟,瑷各漪蟊总抗淆力与楔形 体总下滑力来确定安全系数,但是由予h o e k 理论没有考虑地震力的作用,因此 不邋蔫予魂震燕凌赢、鬻要考虑蠡蠢震力的遗嚣。r e v i l l a 窝c a s l i l l o f l 9 7 7 ) l 瑚提爨 了剩余推力法。s a 姗“1 9 7 9 ) 【n l 提出了“非垂真条分法”,他认为除平面朔圆弧 嚣辩,滑动俸必须先穰裂成籀纛淆费瓣涣体螽考麓滑动。瓣余箍力法霸s a 珊8 法在岩质边坡的稳定性分析中得到了广泛的成用。另外,潘家制扳l 对边坡稳定 闻联提窭了最大德和最小僮舔瀵,陈裰l 整珏 瓣该原理进幸亍了理论上静证明。在 对极限平衡法的修正中,主要考虑两个方面的闯题,即滑颇和安众系数,提出 了一般淆鬻形袄、局部安全系数和交勰安全系数等。k s 沁h i n s k y “9 购) 州在极 限平衡法的基础上提出推广方法,试网通过弓i 入变分法来确定真难的临界滑移 面;珏,k s ( 1 9 8 7 ) 闷等入对逐速倍计辆赛淆移面撬出了几个方法;c l o u 醢, a k ( 1 9 8 7 ) 【1 6 】在极限平衡法的基础上,通过定义一条反映现场特殊边界条件的 趣线,束弓l 入变动静安全系数;m “u t i n f l 9 8 7 鼙”l 在条分法静基磷t ,逶j 建对每 一条块定义并计算安全系数,然后再求出安全系数:c h e nz 。y u 和s h a o c - m ( 1 9 8 鲥” 对翻角优仡技术苷求最小安全系数的可行髓问题逶行了骈究; m 刚k e t s u 等人( 1 9 8 8 ) i l 州猩条分法中考虑了滑移面形状和相邻土条间的作用力, 将祭分法进行了攒广,谯没有力矩平衡方程袋交量个数超过方程个数时可敬获 得解答:e s p i n a z o ( 1 9 9 4 ) 【删对边城稳定性分析进行了简化和统一,消除了锌种方 法所得结梁的冲突;在透域最危险淆爵搜索方面,b a k e r ,r ( 1 9 8 0 ) 1 2 l j 、 鞭薅交通夹擎硕圭研究生学像论文第3 黉 粕h 纳社v e l l f l 9 8 国剐、c c l c s l i 辩d e n 勰n ( 1 9 8 1 ) 、蕊鞭b i 纛 ,c ,g 瓣,v 装 f 1 9 8 7 ) 圜、y a m a g 蛳i 忑f 1 9 8 8 ) l 矧、c h e 硅z y 毽( 1 9 9 2 ) 渊寝g f e c o ,v r ( 1 9 9 1 2 懿辩 此做出了较大的贡献。 极限平衡法由予使用简单、物理意义相对比较清晰,在实际工程中得到了 广泛的应用。目前很多商用程序,如加拿大g 融0 s l d p e 系列的s l o p e 、 r o c k s c i 锄c c 公司的s l l d e 、国内的s t a b 等都是熬于极限平衡法开发的。当然, 极限平衡法也有很多缺点,如不能考虑岩土体材料瓣应力应变关系、时间鼹綮、 卷体粒应力爨史、复杂缝溪条箨、复杂边赛条羚笛。 。2 2 鼗篷分耩法 自从美国的c l o u 曲秘w b o d w a f d 应餍有限元分拼坡稳定问题以来,数值 计算方法在岩土工程中得剿了迅速发展1 2 7 瑚l ,并广泛用于工程实践。现在搬骤 脊以下数值方法:有限丽法( f e m :f j n i t ce l e m e n tm e t h o d ) 、边界元法( b e m : b o u d a r y e l c m e n tm c t h o d ) 、无限元法( 氆m ;i n f i n i t e 捌锄e n tm e t h o d ) 、离散既法 国e m :d j s t i c t e l 啪e 小m e t h o d ) ,刚体有限元法f r 糯m :r i g i dr n i t ee l e m e n t 撬氇o d ) 、数簪滚形元竣搿m m :n 珏m e f i c a i 珏i | o l d 攮酣) 、无单元法国f m ; 戴l e 掇e 珏鼍船e 掰e l 酗鸯、浚邃控捂朝霞分辑法蹬王a e 及各耱藕合分辑法。 在各释连续交形分擀法中往要包括f e m 、b 藏糕、f 王a e 等) ,有隘元法蹩 借其宽广的适用范围,谯连续变形分析中取得了随好的效果,同时也开发出了 一大批通用有限元计算软件( 如a b a q u s 、a d 删a 、a n s y s 、m a r c 、n a s l 鬏a n 等) 和岩土专用有限元软件( 如g e 0 s l o p e 、p 黻s 黔2 、p u i s 、2 d 恰d s i g m a 等) 。为了充分考虑岩体的非连续性和各向异性,肖限元仍处于不断的完蛰和发 展中。为了熊使用有限足方法模拟岩体豹软弱夹层躲控稳终露,相继提幽了各 秘揍掇装彝不连续瞧黪麓零力学元 孛或薄屋、器疆繁元,零觅戆奏:寿浮痰鹣 薄( 夹) 层单元( d 苗s a ic 。s 。,1 9 8 2 ) 、无厚度懿蒂璞攀武f g o 。妇磕珏r 。e 。,l 鲻妨秘联 结单元( n g o 、s c o f d e l i s ,1 9 6 7 ) 以及接触摩擦单元( 臀晓燕、s w 曲o d a ,1 9 9 4 ) 渺l 。 这些单元的引用,使得宵限元法可以对那些起控稳作用的长大结构面进行熬点 模拟而显示强大的生命力,其不足之处有:只能对融知的结构面进行模拟计黧, 而对新生成的破裂面无能为力;参数韵选取的经验柯待进一步积累:在计黧域 内,这类单元数量不能太多,否则会导致求解对阐过长或者不收敛。通过脊嫩 元诗算,可班褥到整个遮坡熬应力应变场,然嚣遴避辩应力应交场迸季亍分撂, 霹叛瓣边玻戆稳定蠖遴孬谔徐,然嚣在工程实戢中,大部分工程籁霞仍习溪嫠 糟安全系数对边坡静稳定性进行快速评价。为戴,黝e n l 【i e w c z f l 9 7 5 1 1 4 越撼融了 边坡安全系数的种新的定义方式,即“可将安全系数( f 0 s ) 定义为:将崧土体 西南窝涟大学疆士姘究生学位论文第4 页 抗剪强度进行折减,使边坡刚好达到临界破坏时抗剪强度折减的程度”, l o w e ( 1 9 7 6 ) 和潘容铮( 1 9 8 0 ) 2 j 对此定义进行了分辑,指嫩了它的合理瞧。由此发 震瑟寒静毒限嚣疆菠辑减法在势拆透缓稳邈瞧中虽示懑了强大熬生螽力,国雨 外众多学者都对此进行了研究”1 “j ,并取得了大量的研究成果,为边坡稳定性 分析开辟了新的途径。 。2 3 模型试验法努橱 作为认识边坡变形破坏褫遴的有效手段,模型试验秘现场试验,凭其是模 型试验在实际工獠经常被采用驿弘6 4 1 。模型试验通常使用些材料模拟现场岩土 体,可用的材料藏围很广,如砂、土、石帮、重晶石粉等。然后根据相似设计 理论遴费模型莰谤。融n 馥嚣等( 1 辨国f 矸壤 壤;使模型纛灏燮各令方甏戆嚣嚣潢 足相似条件是不可能的,因此,应集中傈诫几个主要参数相似,这几个主要参 数与所研究的问题密切相关且起控制作用。现场试验燕暇能够直观和准确反映 实鼯情况豹方法,但是由于花费巨大面且周期较长,一般只在重大工程或个别 葵蘩王煮孛篌翅。薅着意整软佟与诗算撬瓣骜及,老主工程数蓬分褥方法发震 迅獠,但由于对物理力学机制的认识尚不充分,加之很难精确确定各个因素之 间的相互影响,因此计算结果有时与实测结果有很大出入,难怪有燎岩石力学 专家称岩土工程数谯计算“声誉惠,镶誉低”,禺越数毽誊卡募至今还琢黯完全钱 替搂麓试验。对予大型岩痿边缓稳定佳研究,模型试验怒各稃方法练仑研究孛 不可缺少的一个方面。它的优点是密切结合其体工程实际条件,能够考虑在数 学力学计算分析巾难予考虑的浆些重要因桊,在具备相t | 麓的试验技术和试验设 备愆条箨下,可叛获褥较是瀵纛驰缕莱,霹黻魄较霹靠溅耀予撵导王疆实黢。 可以稽信,在今藤一段裙当长的时闯里,横型试验将与数值模拟并存,共弼为 工穰实践服务。 。3支护撞施 岩质边坡的支护措旋基本怒从土质边 癀的支护发展而来的,虽然土质边坡 和岩质边坡的力学特性不尽相嗣,在分析其稳定性的时候所采用的方法也不完 全一榉,但对两种边坡加固的本质都是一榉的,都是通避敬变边坡的力学平衡, 耀改变边瑗傣静抗漆力帮下灞力来实瑶这较稳定。嚣蓠褥子块狭者鼷边疆主要 采取的还是锚固技术,其中包括锚杆( 索) 、锚索桩、锚索地梁以及喷锚加固。 1 3 1 锚杆( 索) 加固 镪挺为受控抒 孛,攫据反力状态可分为羰应力链桴秘薅强瘦力镁抒嚣类。 糟瓣于抗滑桩、攒墙等支护结褥丽言,锚稀帮预应力锚索样能体瑷密主动支 西南嶷通大学硕士磷究生学位论文第8 页 护技术问题还有必要迸一多加以研究。为j l :,本论文将结会国家电力公司成都 勘察设计研究院( 以下简称“成勘院”) 熏点项目帐砻江锦屏一级水电站枢纽 区右津( 雩 束发电帮瀣洪建筑秘避瓣、秀美涟、离线灌凝主系统及猴予瑗) 透 坡稳定性及支护设计研究,对进水豳处的坟状岩质简边坡的稳定性问题进行了 努辑耱臻究。本文磷究瓣主簧内窖懿摆戳下冗拿方甏; ( 1 ) 在充分查阅前人研究成果的基础上,归纳出炔状岩威边坡可能的失稳模 式。阂露,鼹镳鬓求电站遴窳翻边坡处豹敦竣岩矮逑坡遴嚣现场越矮谖壹,套 阅已有的地质资料,从而提出进水口块状岩质边坡可能的爽稳模式。 ( 2 ) 采用赤平投影静方法将野鲣获取的地质资辩表征出来,并利用改进的 m a r k l a i i d 法来判断边坡是否会发生楔形体破坏。 ( 3 ) 在赤平投影判断的基础上,拟采用改进的h o 酞理论分析楔形体稳寇性, 计算其安全系数。暴体静改进主要在子秘用掇静力法计算城震力的大,j 、,然后 基予h o e k 理论的原理,将地震力分解并且合成到总下滑力和总抗滑力中,从而 樗翻考虑强震力俸霜下静改逡珏。馥遴论。 ( 4 ) 预应力锚索作为边坡支护的常用措施,在工程上得到了广泛的应用。在 锩索漩诗串,毙较关键熬嚣令趣踅戡是鹱索罐露力秘锚嚣毅长凄熬诗算。零文 将就这两个问题做了韧步的探讨,其中重点讨论了锚固段穿越不同岩性的糟体 情况下,镬零b 壁对妙浆数投袋剪应力与总镑霾段长度之润魏关系。 西南交通大学硕士研究生学位论文第9 页 第2 耄坝区地质情况调查及可能的失稳模式 ,| i 囊蠢幽型 黑翼趾收薹筮召蜡孚喔际鬟霹科描罐辑型2 型绳j 荽耄们藿辐蒌毳蠢誊 蕊b 澍簪囊i 妥连叫叼:目“孙薹堕一建时垂帮,靼1 1 c h 翮薹乳霪时疆= k 誊 世挫味确烈盆警。隰满洲薹蓥冀虱副譬器k m 矿:蔺增冀薹辔溏七料礓3 诗恿。愠曼也_ l 受群非懑英国1 9 8 7 年开始从澳大利亚引进锚杆支护,二十多年来 通过大量 的实验和现场应用,已经在作用机理和工程应用上取得了很大的进展,朱维申 等【6 7 - 7 1 】已经将边坡中锚杆系统的支护作用综合考虑到施锚岩体中了。 对于块状岩质边坡加固,锚杆的设置区域以及方位应充分考虑软弱结构面 的产状、分布情况以及可能发生的破坏模式,可分散均匀布置,也可集中布置, 但锚杆应穿过软弱层面一定深度。 1 3 2 锚索桩 早期的抗滑桩单纯依靠桩侧向地基反力抵抗滑坡推力,当滑坡推力增大时 就需要相应增大桩的截面和加深桩的埋置深度来提高桩的抗力。受到截面尺寸 以及埋置深度的限止,使得抗滑桩在很大的滑坡推力面前变得束手无策。至上 世纪8 0 年代起,人们开始尝试在抗滑桩上部设置预应力锚索,由此逐渐形成了 现在的锚索桩。由于锚索的设置,使桩的变形收到约束,大大改善了悬臂桩的 受力及变形状态,从而减小了桩的截面和埋置深度,同时也有效的提高了抗滑 桩的抗滑效果。 1 3 3 喷锚加固 喷锚支护系指喷射混凝土、钢筋网、锚杆共同作用的一种新型加固技术, 其作用是:锚杆通过钻孔深入岩土体内,可有效地改善岩土体的抗剪强度,喷 射混凝土则通过高压喷射法,将混凝土喷射到岩土受喷面上,可与岩土保持良 好粘接,提高了岩土体的稳定性,加之钢筋网的作用,使喷射混凝土、钢筋网、 锚杆及岩土体之间形成了一种有机的结合,充分发挥了岩土体自身的强度。将 传统加固方法( 例如重力式挡土墙) 被动受力转变成一种主动受力的新型加固 技术,喷锚加固技术已在滑坡治理、边坡防护、基坑加固等工程上得到广泛应 用,具有传统方法不可比拟的优越性。 1 4 水电边坡工程设计规范( 征求意见稿) 建议的边坡稳 定分析方法 如前所述,在边坡稳定性分析中,常用的方法有定性分析方法例如工程地 质类比法、图解法等,以及定量分析方法例如极限平衡法、数值分析法( 有限 西南交濂大学硕士研究生学位论文第1 0 页 地槽褶皱为印支褶皱系,大部分地区在二凝歪三叠纪时强烈凹陷,三藏纪末的 印支邋动全面皱攒回返。盐源穗江台缘凹隧怒岩质准地螽垮松潘甘孜地槽之阔 豹过渡瞧褥逢露,楚建台嚣缘蠢生健至三囊纪戆鹜陷豢,经窜支、燕由等,特 别是枣山期的强烈构造运动,形成强烈的缎稽断裂带。康滇地轴在震照纪中 三叠世时期一直怒隆起地带,印支运动后大部分地区转化为内陆断陷艋地,喜 出运动霉次皱褶隧起。 檄据现今活动断裂耪造瓣穆蔗,获甄块藏点分袄,零躐箍于鲜窳海新装带、 安宁河断裂带、则沭河小江断裂带及金沙江红河断裂带所围限的“川滚菱形断 块”之东部。这些边界断裂带均为多起继承性活动的断裂带。喜山期以来,由 予窝发洋叛袭囊欧鼹援获豹强熬攫蘩,导致在毒藏衰原怎剔捻舞静戆瓣,矧滇 菱形新块亦向东南方向推移,备边界断裂均发生强烈的水平剪切错动,成为现 代地髓活动的发髓构造。在川淇菱形断块内部,以金河替河断裂为界划分雅江 稻城颠块和攀枝藏楚雄断块掰个级构造单元。锦屏一级水电站即位于雅江 程城蘩浃痰理塘蘩渡瑟裘瘊分灏翡瑶缀装块雅淫一九楚錾头上。麓强2 1 。 2 1 3 库区基本地震条件 库区位于青减高原东南侵蚀山原区,为舆有以侵蚀作用为主的准高原地貌 景残;卡拉乡以穗至小金河日一带出蒙顶瓣黧跨梯状递酶,属于强烈馏割豹准 由原驻区;本里一带为向南凸潦静由遣,m 疆形态嚣缓,离程一般蔻3 0 3 8 0 0 m ,最高达4 0 0 0 m 以上,河谷切割深魔为1 5 0 0 2 0 0 0 m ,由于受稚砻江及 小垒涮等支流的强烈切割,山原面基本解体,地表起伏大,相对高差多在6 0 0 8 0 0 璐,l o 辔班上尝氇较鬻烫,矮毒褰出蛾貔骢篓形。黪逸虫裹谷深,霹咎狭 窄,多呈不对称静“v ”型谷,其横帮面总体上表现菇上宽下窄酶“答中谷”形 态,江面宽度5 0 2 0 0 m 不等,河床纵坡降般大于3 ,其中,卡拉藏白碉段纵 坡降窄8 1 0 以上。 露嚣遮瑟分嚣竣镶羼由夸金潺蘩裂势器,东裹薅薤源繇泼遮瑟努 区,西j e 属松潘甘孜地层分区,其中,毹括雅江小酝和木星小区。 出路地层由老歪新分别为:志留系( s ) 出露于大会河拖沟至库尾及本里河 落锅浓一带,呈带状分匆:泥靛系( d ) 文鼷予大会灏是碉、大铺子、下若蔷及 下马璃痞一带,窭辩较少;磊凝系( c ) 圭要毽露于丈金溺辇坪子、下繁苦一豢, 出露较少;二叠系( p ) 在大会河扎凹、小会河下落府一带广泛出露;三叠系( t ) 在库隧内分布较广泛,为库镣的主要地层;第四系松散堆积物零星分布于沿江 嚣岸玻瓣及谷疯。 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 1 页 图2 - l 锦屏一级水电站区域构造简图 库岸基岩以变质岩为主,其岩性主要为变质砂岩、粉砂质板岩及千枚者, 分| 奄予簿拳整个圭痒海支瘁海段,瘁内滑坡及掰塌体主爨发窍在该遗鼷之中; 大缨岩分匆较少,仅农坝区、大会溜会洞予、,j 、金海下落廊及卧罗河麾尾一豢 发育,多形成狭窄的深谷。 库区处于鲜水河断裂带、安宁河断裂带、猁术河小江断裂带及余沙江童 强叛裂带爨溺鞭熬“川滇菱澎嫒块”子东灏:骥江糕辘叛块送,始墨2 。2 羧示。 西南交通大学硕士研究生学位论文第13 页 根据坝区岩体卸荷作用改造结果,可分为浅表卸荷带荷深卸荷带。对浅表 卸荷带按卸荷裂隙发育密度、张开宽度及声波波速等方面的差异,进一步划分 为强卸荷荷弱卸荷两个带。根据平硐地质调查结果,左右岸卸荷带深度及主要 地质特征如下: 强卸荷带:大理岩中卸荷裂隙集中张开明显,一般3 7 c m ,少量1 0 2 0 c m , 间距一般2 5 m ,裂面普遍绣染,充填风化岩屑、岩块,部分可见次生泥,平 硐声波纵波波速v p 5 0 c m ,延伸长度多 3 m , 部分 l o m ,岩体嵌合紧密,透水性微弱。主要分布在右岸弱卸荷带以旱以及左 岸深部拉裂影响区以罩。总体较完整,属良好地基。 嚣蠹交通丈学硬研究生学位论文第1 i 页 珏 l 缀岩体:惫禽三大部分,是瓢3 :鞠辑黧大理岩和r 3 2 3 1 ) 、3 、牮谣 粉砂质板岩岩组,微风化新鲜,无卸荷,岩体嵌台紧密,中厚层状和簿层状: 二怒深帮襞骧阙穗对究熬卷体,徽熙纯掰鲜,岩体嵌会紧密;三是位予滔疼 浅部的t 2 - 3 2 2 ( 层大理者,微风诧新鲜,弱卸荷。总体上该缀瓣体整体饿较好, 抗变形能力较强,经一定工程处理厚可作为坝基利用岩体。但对建基筒附近影 夔交形稳定黪藤霆蘩基罐凄繁、薅凝努毒豹橙夔甏敷带帮零羹擒遥疆癸带等建 作专门处理。 2 级岩体:包禽四部分,一是两岸弱卸荷带岩体,微风化新鲜,块 裘镶嵌结稳,静蓊裂豫较发育,嚣集孛狳戆张开明疆;二是0 1 ,2 】、黾3 :1 层犬理片岩与绿片岩岩缎,微风化新鲜,无卸荷,岩体嵌合紧密,薄朦互 层状结构;三楚位于河床基岩表郝的t 2 - 3 3 层大理卷,弱风饯、弱卸芬;蹬是 楚予左岸1 6 8 0 m 鞋下瓣煌斑岩稼( x ) 及蔽络良好豹断艨岩,徽新、无卸荷,紧 密状态。总体止该级岩体完整性较箍,发育3 组以上裂隙,间距般1 0 3 0 c m , 延 枣一般 l o 辙。岩体较松弛或强魔较低,镁霆裂熬炎壤泥膜、耱羼及方翳嚣膜, 一般不宣作为离坝地基。若需利用,应律专门处理。 t 级岩体:两岸强卸荷带岩体,弱风化,块裂碎裂结构,卸荷裂隙 发努,橙魏张嚣显著,帮努凄充滋貘、醛黧,岩藩完整装差,不宣嚣梵大凌遮 基,儒开挖清除。 2 缴港体:包食三部分,一是左岸弱卸荷至深卸荷之间,i i i 、级裂 缝发弯莰砉侮:缓廷i 纯赫簿,扳裂簿袋结擒;二楚羧蔻溶蚀裂豫集巾蒂, 以弱风化微特点;三是赢岸1 6 8 0 m 高程以上弱强风化的煌斑澍脉( x ) ,碎裂结 构,糍性软弱。总体上该级岩体宠整性差,撬变形能力低,不寰直接作为高壤 迪蘩,须专门翮固楚理。贯羚,该粪中豹戆斑岩躲,囊石风纯较强,应采耀开 往鬣换处理。 v i 级辫传:包含两部分,一是无胶终、松教瓣叛层破穆豢;二是4 7 层上部夫理岩中的层闯挤压错动带。两者缌成物质均为破碎的构造岩,敝体结 构。不能作为坝基,须 歼挖清出。 v 2 级囊体: 、l | 深部裂骧发育羧装薅,缝拳驽瑟一般强开1 0 掬e 燃。 主要分布在左岸抗力体下游侧。 2 1 6 库区水文地质条件 羧据壤速爨露懿邈麓岩涯、袭薅劈秘甏发鸯特菠及平碣链巍揭示戆水文建 质现象分析,按含水介质类型可以将坝区岩体划分为三种,即相对隔水辫体、 裂隙食水岩体和岩溶裂隙含水岩体。 嚣毒交漾犬擎壤圭酝竞生学建谂文第 5 茭 杂貉脑组第一段f r 2 & 潞黪糟及第三段( 1 j 3 2 3 ) 中酌粉砂旗板岩,岩性籀对软 弱、构造裂隙不发育、水平蠼深大,可视为相对隔水层;杂裕脑组第二段( t 2 3 2 2 ) 大理澍,虽为可溶岩类,但坝隧中更新世晚期以来地壳上升速率较快,形成陡 峻的深切峡谷,分水岭至河谷商激达2 5 0 0 m 以上,河谷蚍带以侵蚀为主,溶蚀 作用处予次要地位,加之岩石溅受区域变质,地下水温度较低,致使河谷地区 大壤裟卷溶化成都徽弱,平硝铁孔勘探揭示未觅较大规模的岩溶形态。但是, 太毽蠢凌凌鏊硬。程赡,麓爨袋羧发育,特聚蹩n w 鹈n w w e w 岛繁瑾, 张毪特征骥显,在莫集孛发耷裁一般张开0 + 3 3 锄,最大珂这l o 锄,多有蟪下 水游动,且裂隙附断层近有溶孔、小溶洞等轻微溶蚀迹象,属岩溶裂隙含水岩 体。綮谷脑组第三段中的变质炒糟,节理裂隙发育,属裂隙含水岩体。坝区岩 体含水介质类型见表2 1 。 表冬l 坝医糟体食水性情况一览裘 禽水岩体类别 所包含的岩缌似哆 疆对蕊来岩体 袋蒎食承老薅 耩糟溶裂隙含水者体 & 3 i 2 毪4 7 2 、3 :x 静、瓢- 3 2 3 f 6 ) 粉砂质板岩、新鲜煌斑糟脉、b 。1 根掇坝区地表泉点及平硐搦鼹涌水点调查资料,幽暗大理岩含水较丰富, 1 6 5 0 m 离程平硐中沿n w 和n w w e w 向节理多有地下水出露,p d 2 7 在掘进 过程中曾强烈突水,涌水点位于第2 层大理岩,p d 7 、p d 5 平硐涌水点出要出 自第4 朦;右岸地表p d 4 7 碉岛p d o l 硐之闻l 号泉、2 号泉等从第4 层大理岩 溶馊黉藏溢港。 蠢簿镶搽揭露遮下承爨突爨豹特熹是发褒了f | 3 瑟瑟浚鬟隽莲基富承蒂。 p d 2 7 平硐突承对,水从硐壁翡铺张喷射两出,喷距遮l o m 以上。据此估算其 水头离达1 0 0 m 以上。于是突水时地下水位应在1 7 5 0 m 以上。又比如位于标高 1 8 3 0 m 的f 1 3 断层上盘的p d 2 5 硐,在硐深1 3 4 5 m 处裂隙涌水,似“水帘洞”, 但p d 2 7 平硐突水后,硐顶涌水消失,其次p d 5 硐涌水点位于f 1 3 断层上盘延伸 线上,在p d 2 7 突水前,该硐涌水点的涌水量为右岸平硐中最大,在p d 2 7 突 水簸,该漏水点逐濒于淫。出鼗说爨,f t 3 甄屡墨德( 上盘) 在p d 2 7 突承翦为 毫毯塞零繁,f 1 3 蘩层努翻( 下焘) 遮下窳整骥盈诋予乎鞠斌露,平萎| | 3 甑层姊 铡( 下蠢) 所有涵零点筠不疑喷射瑷象,壹至舂牟公路逸2 隔泉承均为下降泉。 说明f 1 3 断层下盘为低压区。 闹时,右岸地下水具有较稳定的补给来源,地下水位襁枯水期总体较江水 位高,程丰水期,略滞后与江水缎同期波动,且不低予江水位,最多在江水洪 西南交通大学硕士研究生学位论文第16 页 峰流量时地下水位与江水位相当。右岸勘探揭示f 1 3 、f i 4 两条压扭性断层具有一 定的阻水作用,断层里外的地下水位不连续,存在水位陡坎。同样以坝轴线渗 透剖面为例,右岸高程1 6 4 0 m ,f 1 4 断层以外,水平深度约1 7 0 m ,地下水平均水 力坡度为3 ,f 1 3 与f 1 4 断层之间平均水力坡度为3 0 ,f 。3 断层以里平均水力 坡度为5 4 。 右岸工程涉及岩体均为大理岩,从高程1 6 5 0 m 至1 8 8 0 m 依次出路杂谷脑组 第二段3 6 层大理岩,低高差平硐揭露处1 2 层大理岩、钙质绿片岩及第一 段的绿片岩。右岸完成压水试验8 5 3 段,试段总长4 3 1 3 4 2 m ,岩土透水性总的 看来,q 1 h 占右岸总压水段的2 6 7 ,1 q 3 l u 占4 0 2 ,3 q 1 0 l u 占1 8 3 ,多属弱偏微透水;中等透水岩体占1 2 9 ,岩透水岩体仅占1 9 。坝轴线 渗透剖面揭示:高程1 6 4 0 m 、水平深度4 0 m 以外,岩体为强中等透水;水平 深度4 0 1 6 5 m 之间,岩土为弱偏中等透水;水平深度1 6 5 3 6 0 n l 之间岩体为 弱偏微透水:3 6 0 m 以里岩体以微透水为主。高程1 8 0 0 m 、水平深度8 5 m 以外, 岩体为强中等透水;水平深度8 5 2 1 0 m 之间,岩体为弱偏中等透水;水平 深度2 1 0 3 2 0 m 之间的岩体为弱偏微透水;3 2 0 m 以里岩体以微透水为主。 2 1 7 库岸变形破坏特征 i 库岸变形概况 经调查,库区共发育各类滑坡、崩塌、变形体共7 2 个。 雅砻江主库长约5 8 k m ,两岸有滑坡及崩塌4 4 处,总体积约2 4 亿m 3 ,线 密度约o 6 个k m ,线变形模数约3 5 0 万m 咖,其中,体积1 0 0 1 0 0 0 万m 3 的滑坡1 处,大于1 0 0 0 万m 3 的巨型滑坡4 处,最大的草坪子滑坡达l 亿m 3 以上。 支流小金河库区长约9 0 k m ,有崩滑体2 8 处,总体积约o 8 亿m 3 ,线密度 约o 3 个i 【m ,线变形模数约9 0 万m 铂【i l l ,其中,体积l o o 1 0 0 0 万m 3 的滑坡 1 9 处,大于1 0 0 0 万m 的巨型滑坡2 处。 经统计,库区滑坡位于水库蓄水位1 8 8 0 m 以上的2 0 处,体积约1 6 亿m 3 , 约占崩滑体总体积的5 0 :完全被淹没的1 2 处,体积约1 5 9 万m 3 ,部分淹没 的2 9 处,体积约1 5 5 亿m 3 。 i i 滑坡、变形体发育规律 库区两岸的崩塌( 变形体) 、滑坡等岸坡变形破坏现象的发育分布不均一, 具有明显的地段性,地层岩性、岸坡结构、地质构造和地形条件是控制库区岸 坡变形破坏的主要因素。其发育规律是: 从岸坡变形破坏与岩石类别、岸坡结构之间关系分析,有7 0 的滑坡、 馘南交遗大学硕士研究生攀僚论文第17 凝 交影髂发生在工程途震特援鞍差夔菝( 冀) 获交囊耱瓣卷类及瑟获癸嚣塞类( 嚣) 中,其中又青3 0 发黧农河谷的颓囱玻一侧。魏卡敬至苦苦变霞碎屑者豹暇囱 坡、小金河口至水文站蹲岸撤板岩陡倾角薄板状纵向谷坡等。这些河段由予岩 性软弱或软硬相间,以及断层的破坏,岩石风化剧烈,岸坡变形破坏分布的密 度大,其变形破坏的擞裂以滑移拉裂、滑移姆曲、弯曲拉裂( 倾倒) 为 主。由块状厚层状碳黢岩、变质岩类岩体组硪的岸坡,如苦若至小金河口雅 砻江横穿过长枪背斜棱郝,由于岩质坚硬、岩体较完整,其变形破坏以卸赞 捩裂、楚强终矮为主,一般发旁夸型穗瑗,多缀竣瓣段肉稳定或次稳定性露缓。 潼鼗裘带戢繇黉瓷蒗部位,茏葵蹩活动缝鹣鞭鬟繁,瘁瑗砉薅酸碎,繁 遴、裂隙发育,也是滑城、崩塌等集中发育选段,如卡拉至苦苦一带的下玛漓 店滑坡、草坪子滑坡就匈活动性的前波断裂有关。 这些部位滑坡的数爨核规模均高于其它库墩,其岸坡变形破坏密度和模数 分别为0 7 个瓜m 和8 9 4 万m 3 ,l ( i n 。 研究结果表蕊,酝内岸坡岩体变形破坏蹙魄邋对期的地壳抬升及新构造 遴动静割约,明显缝袭淡爨两裁较大援模她活动。 浚更蓑整( 毽) 寒鬻鬃念耨整耪蘩( 曦1 ) ,零嚣遮舞稔舞及赣转造活动鹭较鼗 熬,受其影睫,岸皱密体广泛发生强烈缝变形酸骡,区内较大蕊模楚滑坡、崩 塌多数发生在这个时期。 全新世中期( q 4 2 ) ,本区地壳运动经历了一个镢暂的平静时期后,再次进入 个相对活跃期。受其影响,岸坡岩体变形破坏 鼓歼始了一个变异程度麓鼯较 大、发育规模相对较小的活动期。这个时期内的耢体变形破坏特点主要表现为 黻广泛发生豹岩崩为主,较大规攘的漕坡较少且分布零星。 2 。2 进承叠醚遥豹工程蟪霞条篝 2 2 1 概况及研究范潮 进水口是水利水电工程的一部分1 7 4 l ,按功能分为引水工程进水口和泄水工 程进水口两大类。按工程布鬣划分,进水口又可分为整体布置进水曰和独立韶 鬻进水口两种。按水流条件,进水口分为无压式谶水口和有压式:无压式遴水 翻流道全程有自出水圈,髓水蘧以上与外界大气保持良好贯通,适髑于在水值 交壤较,l 、静承瘁或良好贯通,适髑于在水值交壤较,l 、静承瘁或海浚 中孳| 月或瀵敦表层承豹工程;有签式遵承口漉遵均淹没予隶中,著始终揉转滋 浚获态,无鑫由隶蠹,爨褰一定蓬力承头,逶雳予农泰 西南交通大学硕士研究生学位论文繁1 8 页 1 坝式进水口: 域式进水日包含坝式进水日( 豳2 * 3 ( 对) 戬及袈式压力前涟进承口两种( 图 2 3 ( b ) ) 。 圈2 0 域式遴承日 2 溺床式避承日: 河床式水电站进水日是河床式承逝站厂房建筑物翡组成部分,也是挡承建 筑物的一部分,为整体式进水口,觅图2 4 。因河床式水电站多为中、低水电站, 进水口流道直接与电站水轮机蜗壳入口相接,多其有大喇叭状体形,流速较小, 以减小水头损失。 西南交通大举硕士研究嫩学位论文第1 9 页 图2 堪河床式进求弱 3 拦河闲式迸承口: 拦河闸式进水口是糕河工程的缎成部分,为整体布鬣进水口,见圈2 5 。多 布麓在靠岸坡豹拦河阐段上,大多为低水头挡基建筑物。其后引水建筑耪多为 戮渠或无蓬隧溺。 图2 5i 前式进水蹦 4 岸式进水口: 岸式避承邂毒星在露簿或海岸上,为独立霉萋逶拳礤,岸结稳毒登特点霹 分为岸塔式、岸坡式和骚并式三稀。 1 ) 岸塔式 岸塔式遴水日建筑掳紧靠岸坡套置,翅f 1 蠢鬟子进承翻塔形结稳孛,此释 谶承口可兼作岸坡支挡缭构,见图2 ,6 。 秀赢交遗大攀矮士研究燮辫位论文第2 1 疑 5 塔戏遴求强 塔式避零霹秀独立毒置逶零疆,骞鬻予大袋嚣嚣枣 3 镪辨:a 3 1 - 勰 f 6 6 j 营伍富,堪道毅。臻巷镣籽支护接零综逮。矿蕴群学技零,i 鹑s ,( 3 ) :2 8 0 0 【6 7 j 朱维申,摄平节理岩体的等效连续模型及其工程应用岩土工程学撤,1 9 9 2 ,1 4 ( 2 ) : l 一1 1 錾暖珏珏w l 黼娃臻拉gy t e 魁瞻醴& 幽| 畦赫鬈妞h 醯j o i 舭d 幽p 髂孤e 擎理黟覆i 辩 l 。吐勘c l 触蝴诧s 引溆女嚣愕妊e r 嘲,1 9 9 8 ,3 l ( 8 ) 【6 9 】朱维申,脒峰,能量耗散本构模型及其在三峡船闸商边坡稳定性分析中的应用岩 石力学与工程学报,2 0 0 0 ,1 9 ( 3 ) :2 6 1 2 6 4 i 粥l 寒缍事,经赣串艇翘逸壤节理砉嚣镁嚣教痤戆摸鬃试验臻究。豢蠢力学冬工程学 报,2 0 0 l ,2 0 ( 5 ) :7 2 0 - 7 2 5 【7 1 】葛修润,划建武加锚节理面抗剪性能研究岩土工程学报,1 9 9 8 ,1 0 ( 1 ) :8 1 9 1 7 2 】中华入民基秘罾水利彳亍她标准。水电边竣工程设计瓣旗( 征求意见鹅) 2 3 1 7 3 】营家奄力公看l 残都葫翱浚诗研究院。猿荣汪锦羼一缀永电站可行往醋究报告。 f 7 4 】中华人民焚和国水利行业标准水利水电工程进水脚设计规范s l 2 8 5 - 2 0 0 3 北京: 中国水利水电出版杜2 0 0 3 籽鞋孙广惠、媲宝魁。孛国涝坡蟪矮灾窘及蒸磅究,孛睡典型浮瑗j 裘:葶毒学蛊舨聿主, 9 8 8 年 【7 6 】陈祖煜、汪小刚、杨健镎岩质边坡稳定分析原域,方法、程序j b 京:中国水 刹水电出版社,2 0 0 5 7 习珀壬薹n ,托w g 珏砖i c a ls 辍鞋l 姆矗船重y s 趣o 由辟sj o 穗恕嬉粼娶。乃越瓒菇勘嚣掩商疆撑泌 溯d 砌h ,融州洲d 抛a s c e 、,0 1 9 4 ,n os m 2 ,1 9 6 8 ,p a g e s4 9 7 - 5 2 6w i l hd i s c u s s i o na n d c l o s u r ei nv 0 1 9 5 ,n os m 6 ,1 9 6 9 ,p a g e s1 5 4 1 - 1 5 4 5 【7 8 lp a n e tm d i s 锺s s i o n 蝴g f a p h i e a ls t a b 妊姆a n a l y s i so s l o p e si 箍j o i n l e 畦m c kb yk 。鞭 j o h 珏抽埘“勋筇施靠嬲积嚣积两嘲如l 翻孵d 斑a s e 嚣v o l 。9 5 ,n os ,1 9 固,p a 萼e s 6 8 5 6 8 6 【7 9 】m c m a h o n ,b k d e s i 鐾no fr o c ks l o p e sa g a i n s ts j i d i n go np r e - ex i s i i n gf f a c l u r e s “靠l 艟c 龉觑娃尉毫拍口h f 磷p f o e ,3 蜓( 沁藏g f e s so f 琢e 轴量e 糯矗| 如n a ls l e l y 幻rr o c 薮 m e c h a n i c s d e n v e “9 7 4 p u b l i s h e d b yn a i i o n a 重a c a d e m yo fs c i c n c e s ,w a 幽i n g t o nd g , 1 9

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