维普资讯 http://www.cqvip.com 第２５卷第６期 ２ ００ ６年１ ２月 四 川水 力 发电 Ｖ（，１．２５．Ｎｏ．６ Ｄｅｃ．．２ ０ ０ ６ Ｓｉｃｈｕａｎ Ｗａｔｅｒ Ｐｏｗｅｒ 西南某水电站右坝肩倾倒变形体发育特征及处理 施裕兵， 李崇标， 周 波 （中国水利水电顾 集团成都勘测设｝ｔ－￣０ｆ究院。四ＪＩＩ成掷６１００７２） ・ 摘要：通过地表测绘、钻探、硐探等方法洋细测查饵南某水电站右坝肩倾倒变形体的二ｒ＝程地质条件。并在稳定性分析的堆 础上作出针对性处理意见。可使其满足工程要求。 关键词：右坝肩；倾倒变形；工程地质特性 中国分类号：ＴＶ６９８；ＴＵ４５７ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００１－２１８４（２００６）０６－００７７－０３ ｌ概述 泥块碎石，厚度一般数ｍ一１０余ｍ。河谷两岸拔 西南某水电站为梯级开发的龙头水库电站， 河高２—５ ＩＴＩ一般分布Ｉ级阶地，拔河高２５～３０ 坝型为土质心墙堆石坝，设计坝高ｌ０８ ｍ，坝顶高 ｍ零星发育Ⅱ级阶地。 程２ ２７４ ｍ。选用右岸引水方案，利用落差２３６ 坝区基岩为薄～中厚层状，灰一灰绿色砂岩、 １ＴＩ，装机容量７０ ＭＷ。 板岩，岩层产状：Ｎ４０。一６５。Ｗ／ＳＷ／７５。～９０。。 坝区河流曲折，平面上呈“Ｓ”型展布，河谷呈 与工程相关的地层是其一、＝、三、四岩性层，分别 不对称“Ｖ”型。由于坝轴线下游河流向右急转及 为板岩夹砂岩（ｚ ‘）、变质石英砂岩与板岩互层 右岸岩窝沟的强烈切割，右坝肩表现为单薄条形 （ｚ ）、板岩夹少量砂岩（Ｚ： 。）、变质砂岩与板岩 山脊地貌。山脊走向由Ｓ１０。Ｅ呈弧形逐步转为 互层（ｚ２ ）ｏ ￥２５。Ｗ（见图１），坡休三而临宁，地表测绘发现右 坝区无较大规模的断层带分布，仅发育少量 随机小断层、层间挤压带，宽度一般ｌ～１０ ｃｍ，由 少量糜棱岩、构造片岩等组成。裂隙系统以层面 为主，产状Ｎ４０。～６５。Ｗ／ＳＷ／＿＿７５。～９０。，间距ｌ ～３０ ｃｍ。此外，右坝肩主要发育三组裂隙：① Ｎ３０。一５０。Ｅ／ＳＥＺ－６０。～７２。，裂面平直光滑，延伸 长１—３ ｍ，间距０．５—１ ｍ。②Ｎ４５。～６５。Ｅ／ＮＷ ／＿８０。一８５。，裂面平直光滑，延伸长度＜２ ｍ，间距 ０．３—０．５ ｍ。③近ＥＷ／Ｎ／＿５。一１２。，裂面平直粗 糙，延伸长度＞３ Ｈ１，零星发育。 ３倾倒变形体的分布与工程地质特性 据倾倒变形体发育特征的差异，将变形体分为 图１右坝肩工程地质平面 岩窝沟沟口倾倒变形体（１号倾倒变形体）及坝轴 坝肩条形山脊存在倾倒变形岩体。为查明变形体 线下游倾倒变形体（２号倾倒变形体），见图ｌ。 的工程地质特性及其对右坝肩边坡稳定性的影 ３．１ ｌ号倾倒变形体 响，通过大比例尺地表测绘、硐探、钻探等手段对 位于岩窝沟内距沟１５ ８０—２４０ ｍ处，为岩窝 该部位倾倒变形体进行了专门勘察。 沟右岸侧坡。坡体走向Ｎ５。～１０。Ｗ，自然坡度 ２坝区地质条件 ４０。～４５。。此变形体后缘总体上以坡顶ＺＫ３０６、 坝区第四系残积、坡积、崩积成因覆盖层分布 ＺＫ３０３一线为界，向岩窝沟上游方向倾倒，顺岩窝 于山脊顶部、侧坡及坡脚地带，为含块碎石土或含 沟方向长１５０—２６０ ｍ，从坡脚高程２ １９０ ｍ至坡 收稿日期：２００５・１２－２０ 顶高程２ ３４０ ｍ，横向宽１１０～１４５ ｍ，分布面积约 ７７ 维普资讯 http://www.cqvip.com ２．４万ｍ ，垂向深度ｌ５～４６ ＩＴＩ，体积约７４万ｍ 。 见 ２、３． —２６ ＩＴＩ以外岩层向坡外偏岩窝沟上游方向倾倒， 地层产状变为反倾山里３５。．一５２。，岩体松弛破 碎，难以成硐；平硐２３—２６ ｍ处见倾倒折断带，折 断面星犬牙状发育．错 岩层冥有 断拉裂ｉ蠲部 架空现象，接触带上未见连续的泥化软弱夹层分 布，但局部为岩块岩屑；２６ ｍ以内岩层产状逐渐 恢复正常，且岩体挤压紧密，相对完整。ＰＤ１９平 硐揭示高程２ ２６３．７ ｍ处进尺ｌ６．５ ｍ段岩体松 弛破碎，呈散体结构，硐室塌顶，难以成硐，压弯压 斜支撑木，探硐开挖被迫停止。ＰＤ８平砜上平段 上游支硐揭示，高程２ ２６１． ３４ ＩＴＩ处水平深度约７２ 冈２：２６０ ｍ高程平切面图 ’坡面上基岩零星出露，均见倾倒变形，卸荷松 弛岩层产状由Ｎ４０。～５Ｏ。ｗ／ｓｗ Ｌ７５。．一９０。倾倒 为Ｎ５０。一７０。Ｗ／ＮＥ １５。～５２。。沟内于ＰＤ１９平 ＩＴＩ范围内岩体均产生倾倒变形，硐壁及顶拱岩体 松弛、破碎、自稳性差，裂隙很发育，且均有锈染。 此处揭示的倾倒变形体接触带底部发育有３Ｏ一 ５０ ｅｒａ的岩块岩屑型破碎带，岩块岩屑未见擦痕 或磨圆。 ３．２ ２号倾倒变形体 。 。硐ＥＩ向沟内约９０ ＩＴＩ处，地表出露的地层产状渐趋 正常。 据ＰＤ２０平硐揭示。高程２ １９３ ｍ水平深２３ 位于右岸烦轴线下游一带，从坡顶垭口奎下 图３ １．１剖面图 游河湾约２４０ ｍ范围内，表层岩体向河湾下游临 空面倾倒变形０ 在高程２ ２３０ ＩＴＩ处 坝肩一带倾 倒变形岩体水平探度为８８．５ ｍ，坡顶一带ＺＫ３０５ 钻孔揭示垂向深度为３３ ｍ，平面上分布面积约为 ４．２７方 方置约１３０万ｍ 。 ８８．５ ＩＴＩ以里岩层倾角变陡，产状Ｎ４７。一５５５＂Ｗ／ ＳＷ ８０。～８４。；向上游的２号支硐内，０—７ ３ ｍ 段岩层倾角为４Ｏ。～５５＂。７．３一ｌ６．３ ｎｌ段岩层倾 角变缓为ｌＯ。 ２５。，岩体倾倒折断、松弛破碎， 地表测绘发现，此带岩层产状为Ｎ４０。一６５。 礴 ；Ｗ ３２ 一 ，相比坝区岩层正常产状Ｎ４０。 ６５ ｗ／ｓｗ Ｌ７５：￣一９０。。倾角明显变缓。ＰＤ８平 硐揭示，１８．３ ｍ以外岩体强烈松弛、破碎，探硐全 断面支撑；２ｌ一’６５ ｍ段岩层倾角由７２。渐变为４４Ｑ， ５８。；６５—８８．５ ｍ段岩层倾角变为２０ｐ一３５。．且 在８８ ｍ处见倾倒折断拉裂现象，岩层局部架空； ’一ｌ６．３ １１１上游岩层挤压紧密，产状渐转正常 下游 支硐内ｌ５ ｍ处出现拉裂松弛，２２ ｎｌ以外岩层向 山外偏上游方向倾倒，倾角变缓为２４。一３７。。 ＰＤ８平硐上方Ｚ Ｏ２钻孔（孔口高程为 ２ ２９２．５２ ｍ）孔深４４．４１ ｍ以上岩体破碎，必须下 套管后方可继续钻进，无法作压水试验，且在孔深 ４７．２４—５２。．２７ ｔｌｌ段严重漏水，压水试验时渗水量 达１０３ Ｌ／ｍｉｎ，孔内无法升压；５２．２７ ｍ以下透水 ７８ 维普资讯 http://www.cqvip.com
率迅速减小，均小于２ Ｌｕ。位于ＰＤ８硐口的 ＺＫ３０１孔也存在与ＺＫ３０２同样的问题，孔深 １９．３１ ｍ以上段，需下套管才能继续钻进，孔深 号变形体折断带主要为岩块岩屑，局部表现为折 断；２号变形体底部主要表现为折断，局部为岩块 岩屑。折断带中的岩块岩屑保持原始状态，未见 ３Ｏ．４５～３５．３２ ｒｎ段严重漏水，．渗水量达８６ Ｌ／ 擦痕或磨圆浙断带两侧岩层亦未产生明显错位， ｒａｉｎ，３５．３２ ｍ以下透水性减弱，均不大于３ Ｌｕ。 表明变形体没有产生沿拉裂——折断带的整体蠕 ＺＫ３０５钻孔揭示，０—３３ ｍ段岩体破碎，孔壁易 变或滑移。 垮，需下套管钻进．孔深３３ ｒｎ处岩芯中层面倾角 综合以上分析，初步判断１号变形体处于累 变缓为２Ｏ。～２６。，３３ ｒｎ以下岩层倾角变陡，结构 进性变形的初期阶段，天然状态下整体基本稳定， 紧密，岩芯完整。 但工程运行后受水库蓄水、水位骤降等影响，将难 以上现象表明，发生倾倒后，变形体内岩层产 以自稳；２号变形体处于时效变形阶段的后期，天 状变化明显，层间相互错动、拉裂，岩体松弛、破 然状态下可保持整体稳定。 碎，裂隙发育，岩体质量变差，渗透性显著增强。 ５ 结语 变形体底部存在一定宽度的折断带，为变形体与 （１）右坝肩岩体受地层产状与岸坡结构特定 正常岩体的分界，向下岩体渐转正常。 组合影响，在内外动力地质作用下产生倾倒变形。 ４倾倒变形体稳定性分析 ＋ 倾倒变形体内岩体松弛、破碎，开挖仅２ ｒｎ洞径的 倾倒变形主要发育在由直立或陡倾的层状岩 探洞亦难以自稳，谬透性增强，次生改造明显，岩 体组成的中一陡坡中，且结构面走向与坡面走向 体质量变差。初步判断１号变形体天然状态整体 夹角一般小于３Ｏ。，是陡倾的板状岩体在自重产 基本稳定，２号变形体整体稳定。 生的弯矩作用下，由前缘开始向临空方向作悬臂 （２）由于１号变形体在天然状态下基本稳 梁弯曲，经时效变形，逐渐向坡内发展的一种边坡 定，工程运行后受不利工况影响难以自稳，且属近 变形破坏方式。弯曲的岩层之间相互错动，并伴 坝库岸，对工程影响大，应采取针对性措施加以处 有拉裂。形成平行岩层走向的槽沟或反坡台阶。 理。处理的基本原则是减小变形体下滑力，改良 倾倒变形的发展，大致可分为三个阶段：（１）卸荷 岩体物理力学性质，降低地表水与地下水影响，增 回弹陡裂面拉裂阶段，主要由表生改造产生的应 大抗滑力。施工过程中，对边坡２ ２３５ ｒｎ高程以 力释放引发；（２）板梁弯曲，拉裂面向深部扩展并 上按坡度１：１．５—１：２作削坡处理，表层设２．５ ｒｎ 向坡后推移——时效变形阶段，由自重应力引起； ×２．５ ｒｎ、Ｌ＝４．５ ｍ的系统锚杆并固结灌浆，坡面 （３）板梁根部折裂、压碎——累进性破坏阶段，最 挂网喷混凝土，深部沿坝线结合帷幕灌浆作固结 大弯折带形成倾向坡外的断断续续的拉裂面，使 处理，坡顶设排水沟，坡脚作混凝土挡墙。处理完 原来垂直层面的近于水平的裂隙转为向坡外倾 成后及时进行了监测，结果显示仅初期产生了一 斜，使弯曲——拉裂型边坡向蠕滑——拉裂型转 定量的回弹变形，随时间推移，变形渐趋稳定。 化，最终可能导致滑坡。 （３）针对水电工程中倾倒变形体，采用大比 根据上述右坝肩１号及２号倾倒变形岩体的 例尺地表地质测绘、钻探、硐探等方法详细调查其 发育特征作出了以下分析： 发育特征与工程地质条件，选择表层处理与深部 （１）两个倾倒变形体后坡未见拉裂缝或槽沟 处理相结合、坡顶减载与坡脚支挡相结合的措施 等变形迹象，坡面未见崩塌破坏，仅表现为局部地 进行处理，可以满足工程要求。 带地形向外凸出，表层变形破坏特征不明显。 （２）倾倒变形体内岩层产状变化明显，层间 作者简介： 施裕兵（１９６５－）．男。江苏海门人， 主任，没汁副总工程师，高级 相互错动、拉裂，裂隙发育、松弛破碎，渗透性增 工程师，在读工程硕士，从事水利水电工程地质勘查及 强，表明岩体受到强烈改造，物理力学特性恶化。 土工程技术工作； （３）倾倒变形体底部的折断带是岩层受到强 李崇标（．１９８２一），男．Ｌ【Ｉ东淄博人．助理 Ｅ程师．学： 从事水利水 电工程地质ｌ均杏及岩土工程技术工怍； 烈弯曲形成，属拉裂——折断成因。折断带主要 周波（１９７％），埘，山西河曲人．助理 挫师．学： 。从事水利水 为岩层破坏后形成的岩块、岩屑 形态保持很好， 电工程地质勘查及岩土：ｌ二程技术 Ｅ作． （责任编辑：李燕辉） 未见连续分布的泥型或泥夹碎石型软弱夹层。ｌ ７９