□王銀軍(貴州省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院)
蒙江冗各水電站位于貴州南部羅甸縣境內(nèi),蒙江流域冗各河段。擬建最大壩高70m,壩型為碾壓混凝土重力壩。壩址右岸邊坡在465m高程以下為高11~17 m的陡坎,465 m高程以上地形坡度30~45°邊坡高90m左右,為石質(zhì)邊坡。
邊坡地層為三疊系中統(tǒng)涼水井組(T2L)中至厚層灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r。巖層平均產(chǎn)狀為325∠24°,為順向坡;巖體強(qiáng)溶蝕風(fēng)化水平深11~24 m,弱溶蝕風(fēng)化水平深21~35 m,其風(fēng)化深度主要受溶蝕、卸荷影響,不同部位存在差異。
地下水為巖溶裂隙水,橫向補(bǔ)給河水,近岸250 m左右地下水位低平,水力坡降約為2%~3%,以后水力比降增至8%~9%。
據(jù)地表地質(zhì)測(cè)繪及硐探揭露,岸坡卸荷裂隙發(fā)育,法向發(fā)育最深下限17~20m。地表可見寬0.3~1.5m、深2~5m、延伸長(zhǎng)度為20~45m的較大張裂楔形寬縫9條(壩線下游200~500 m右岸坡范圍),順層面錯(cuò)動(dòng),局部坡積物充填。越靠近下壩線,地表卸荷裂隙越明顯。卸荷裂隙分布遍及整個(gè)斜坡體中,其后緣直達(dá)坡頂。
據(jù)右岸平硐 PDc-2、PDc-4、PDc-5、PDc-13及 PDkb-右揭露,右岸風(fēng)化卸荷裂隙發(fā)育主要有5組:第一組N33-40°E/SE∠85°,發(fā)育27條,裂隙光滑平直,部分呈楔形,張開度0~15.0cm,可見延伸長(zhǎng)度3~4 m,次生紅粘土及巖屑充填,局部閉合無充填;第二組N55-75°E/NW∠20-30°,發(fā)育10條,裂隙光滑,張開度1~1.2 cm,可見延伸長(zhǎng)度1~10 m,紅粘土夾碎石充填;第三組N87°E/SE∠85°,發(fā)育5條,裂隙光滑平直,閉合,可見延伸長(zhǎng)度1~2 m,無充填;第四組N15-40°W/NE∠70-85°,發(fā)育43條,裂隙光滑,波狀起伏,閉合,可見延伸長(zhǎng)度0.5~5m,無充填;第五組N65-80°W/NE∠80-83°,發(fā)育32條,裂隙光滑,波狀起伏,張開度1~30cm,可見延伸長(zhǎng)度0.2~2 m,方解石脈及紅粘土充填或夾巖屑充填。其中以一、二、四組裂隙最為發(fā)育。
據(jù)布置于右岸的 PDc-2、PDc-4、PDc-5及 PDkb-右揭露的泥化夾層空間幾何形狀分析,軟弱泥化夾層順層間發(fā)育,初步統(tǒng)計(jì),共發(fā)育9組:第一組J1共發(fā)育1條,產(chǎn)狀345∠25°,夾層厚3~20cm,可見延伸長(zhǎng)度約8m,起伏差3~8cm,泥夾巖屑型,連續(xù)性好;第二組J2共發(fā)育1條,產(chǎn)狀345∠27°,夾層厚1~3 cm,可見延伸長(zhǎng)度約2 m,起伏差1~2 cm,夾泥型,連續(xù)性較好;第三組J3共發(fā)育1條,產(chǎn)狀345∠25°,夾層厚0~1 cm,可見延伸長(zhǎng)度約1.5m,起伏差0~1cm,夾泥型,連續(xù)性較差;第四組J4共發(fā)育1條,產(chǎn)狀335∠20°,夾層厚2~5cm,可見延伸長(zhǎng)度約12 m,起伏差2~3 cm,泥夾巖屑型,連續(xù)性好,有滲水現(xiàn)象;第五組J5共發(fā)育1條,產(chǎn)狀335∠30°,夾層厚20~25 cm,可見延伸長(zhǎng)度約12.5 m,起伏差5~10 cm,泥夾巖屑型,連續(xù)性好,有滲水現(xiàn)象;第六組J6共發(fā)育1條,產(chǎn)狀325∠24°,夾層厚0.3~2cm,可見延伸長(zhǎng)度約3~5m,起伏差2~3cm,夾泥型,連續(xù)性較好;第七組J7共發(fā)育1條,產(chǎn)狀325∠24°,夾層厚15~25 cm,可見延伸長(zhǎng)度約5~6 m,起伏差3~5 cm,夾泥型,連續(xù)性好,有滲水現(xiàn)象;第八組J8共發(fā)育3條,產(chǎn)狀340∠20~25°,夾層厚2~3 cm,可見延伸長(zhǎng)度約3~15 m,起伏差2~3 cm,泥夾巖屑型,連續(xù)性好;第九組J9共發(fā)育1條,產(chǎn)狀310∠26°,夾層厚0.3~2 cm,可見延伸長(zhǎng)度約1~3 m,起伏差1~2 cm,夾泥型,連續(xù)性較好。泥化夾層向深部至弱風(fēng)化中下部逐漸尖滅,產(chǎn)狀與巖層總體一致,傾向310~345°,傾角15~45°,且軟弱泥化夾層面具有一定起伏差,其中 J1、J2、J6、J8、J9泥化夾層在天然狀態(tài)下在河床以上出露。據(jù)勘探平硐及地質(zhì)雷達(dá)掃描發(fā)現(xiàn),層間泥化夾層連續(xù)性好,因?qū)娱g錯(cuò)動(dòng)及溶蝕風(fēng)化作用而形成。軟弱夾層厚度0~35 cm,由淺至深隨巖體風(fēng)化程度減弱泥化現(xiàn)象減弱,由夾泥型、泥夾巖屑型漸變?yōu)閹r屑夾泥型。
邊坡坡面產(chǎn)狀取342°∠45°,巖層(層間泥化夾層)產(chǎn)狀取325°∠24°,節(jié)理面產(chǎn)狀分別為:①N33-40°E/SE∠85°,②N55-75°E/NW∠20-30°,③N87°E/SE∠85°,④N15-40°W/NE∠70-85°,⑤N65-80°W/NE∠80-83°。
從邊坡結(jié)構(gòu)面的極射赤平投影圖表中可以看出,巖層傾向與邊坡坡向基本一致,邊坡結(jié)構(gòu)為順向坡,且?guī)r層傾角小于坡角。發(fā)育的幾組裂隙中,第二組裂隙與巖層產(chǎn)狀基本一致,為層間泥化夾層,包括第二組裂隙在內(nèi)的層間泥化夾層,向深部至弱風(fēng)化中下部逐漸尖滅。第四組裂隙走向與坡面走向基本垂直,其余裂隙走向與坡面走向均小角度相交,傾角為75~85°(大于坡角45°)。因此,單一結(jié)構(gòu)面對(duì)邊坡穩(wěn)定產(chǎn)生的影響不大。
在不同結(jié)構(gòu)面的相互組合中,會(huì)形成一系列的不穩(wěn)定體。由于坡面產(chǎn)狀取342°∠45°,在結(jié)構(gòu)面相互組成的交棱體的交棱線的傾向與坡面傾向夾角<90°的時(shí)候,即交棱線傾向在252°~72°間,且交棱線的傾角小于坡角(45°),其結(jié)構(gòu)面組成的交棱體存在不穩(wěn)定隱患。在表1中,除①-③、①-④、①-⑤、③-④、③-⑤、④-⑤交棱體不能滿足上述條件外,其余交棱體-即其他結(jié)構(gòu)面與包括第二組裂隙在內(nèi)的層間泥化夾層組成的交棱體均滿足上述條件。因此,右岸坡潛在不穩(wěn)定體界線主要由層間泥化夾層(C、②)構(gòu)成底滑面、其他結(jié)構(gòu)面構(gòu)成后緣拉裂面或側(cè)滑面?,F(xiàn)階段右岸邊坡穩(wěn)定,但在各種外應(yīng)力作用下,沿著結(jié)構(gòu)面的不利組合面可能將產(chǎn)生滑坡。
表1 壩址右岸邊坡結(jié)構(gòu)面極射赤平投影圖表
5.1 冗各水電站右岸邊坡高陡,高達(dá)90m左右。邊坡結(jié)構(gòu)為順向坡,巖層傾角小于坡角。邊坡巖體強(qiáng)溶蝕風(fēng)化帶內(nèi)順層泥化夾層發(fā)育,且卸荷裂隙發(fā)育,是潛在的不穩(wěn)定邊坡,現(xiàn)狀處于穩(wěn)定狀態(tài),但在大壩基坑開挖切腳,炮震可能造成邊坡失穩(wěn),對(duì)大壩施工期、運(yùn)行期安全造成極大的威脅。
5.2 在工程建設(shè)中,邊坡失穩(wěn)造成的事故很多。在工程的勘察設(shè)計(jì)階段、施工階段都要引起足夠重視,避免國(guó)家、人民的生命、財(cái)產(chǎn)損失。