高 捷

（中國電建集團成都勘測設計研究院有限公司，四川 成都 610072）

大崗山拱壩右岸邊坡中傾坡外結構面工程地質特征研究

高 捷

（中國電建集團成都勘測設計研究院有限公司，四川 成都 610072）

本文根據(jù)大崗山水電站開挖以后右岸邊坡發(fā)生的變形開裂現(xiàn)象，結合勘探試驗，從地質結構面的角度對邊坡失穩(wěn)的原因和機理進行了分析，確定了邊坡失穩(wěn)破壞的主要控制因素為斷層和卸荷裂隙密集帶，并對兩個控制因素的空間分布、規(guī)模和物理力學性質進行了詳細研究和闡述，最后對失穩(wěn)機理和加固措施提出了建議。

邊坡穩(wěn)定；變形；斷層；卸荷裂隙密集帶

1 工程概況

大渡河大崗山水電站位于四川省石棉縣境內大渡河中游峽谷地段，是大渡河干流近期開發(fā)的大型水電工程之一，壩址處控制流域面積6.27萬km2，占全流域的81%，電站正常蓄水位1 130 m，總庫容7.42億m3，電站裝機容量2 600 MW。

電站樞紐主要由擋水建筑物、泄洪消能建筑物、引水發(fā)電建筑物等組成。擋水建筑物采用混凝土雙曲拱壩，泄洪建筑物由壩身四個深孔和一條右岸開敞式泄洪洞組成，引水發(fā)電建筑物布置于左岸，岸塔式進水口，地下廠房。

工程區(qū)處于川滇南北向構造帶北端，為南北向與北西向、北東向等多組構造的交匯復合部位，區(qū)域構造背景較復雜，區(qū)域構造穩(wěn)定性較差。根據(jù)地震安全性評價成果，工程區(qū)構造穩(wěn)定性主要受磨西斷裂所控制。大崗山水電站壩址50年超越概率10%基巖水平峰值加速度為251.7 gal，相應的地震基本烈度為Ⅷ度。

壩區(qū)基巖主要為澄江期灰白色、微紅色黑云二長花崗巖（γ24－1），此外，尚有輝綠巖脈（β）、花崗細晶巖脈（γι）、閃長巖脈（δ）等各類脈巖穿插發(fā)育于花崗巖中，尤以輝綠巖脈分布較多。

2 右岸邊坡變形特征（2009年9月1日）

右岸邊坡自2007年開挖以來，發(fā)生過數(shù)次邊坡變形現(xiàn)象，主要表現(xiàn)為傾倒－拉裂破壞和滑移－拉裂破壞。歷次邊坡變形破壞中尤以2009年9月1日右岸1 135（壩頂高程）～1 146 m高程、壩縱0＋40～0＋50 m邊坡出現(xiàn)劈裂－剝落型裂縫危害較大，雖然僅表現(xiàn)為邊坡變形開裂，未出現(xiàn)垮塌破壞現(xiàn)象，但該次邊坡變形直接影響到右岸邊坡的整體穩(wěn)定，影響到工程的安全運行。這次裂縫主要沿與邊坡近垂直且陡傾的β219輝綠巖脈展布（見表1），在1 100～1 135 m高程邊坡多處發(fā)現(xiàn)已噴護的混凝土表面有裂縫出現(xiàn)。

表1 2009年9月1日坡面變形特征統(tǒng)計

3 原因分析

邊坡發(fā)育有與邊坡斜交且陡傾坡內β5（F1）、β4、β85、β62等輝綠巖脈，可作為邊坡抗滑穩(wěn)定塊體的后緣切割面，β219、βj622等輝綠巖脈和近EW向的第④裂隙與邊坡近垂直，可作為抗滑穩(wěn)定塊體的側滑面（見圖1），而右岸中傾坡外結構面發(fā)育，天然邊坡普遍出露中傾坡外的大光面，說明邊坡發(fā)生過多次垮塌破壞。

而XL316－1卸荷裂隙密集帶、f231斷層作為中傾坡外軟弱結構面的代表，控制著右岸邊坡整體及局部穩(wěn)定，與不同的巖脈組合后可形成多個潛在不穩(wěn)定塊體。由于邊坡開挖，剪出口在邊坡出露并未及時錨固支護，致使邊坡產生滑移－拉裂變形，首先表現(xiàn)為下部高程的β62、f231、β219構成的局部穩(wěn)定塊體發(fā)生變形，沿β62和第④裂隙出現(xiàn)裂縫。隨著變形的發(fā)展，β85、f231與β219組合構成局部穩(wěn)定塊體和β4、f231與β219組合構成局部穩(wěn)定塊體相繼發(fā)生牽引式變形，進而沿β219輝綠巖脈處噴混凝土表層出現(xiàn)裂縫（見圖2）。

圖1 不穩(wěn)定塊體組合示意

4 控制性底滑面研究

以下著重從空間展布、工程性狀方面介紹及分析控制邊坡穩(wěn)定的兩大底滑面。

4.1 XL316－1卸荷裂隙密集帶

大量勘探資料揭示，XL316－1卸荷裂隙密集帶貫穿整個右岸邊坡，距離開挖坡面60～80 m（天然坡面80～100 m），總體產狀近SN／E∠40°～50°，走向與邊坡近平行，中傾坡外，約位于1 200 m高程以上，斷續(xù)延伸，長度大于350 m，寬度一般2～5 m，局部達14 m。

總體上，XL316－1具有以下特征：

（1）在空間上裂隙張開段與閉合段呈串珠狀分布；

（2）在傾向上裂隙傾角上陡下緩，即在1 250 m高程以下傾角變緩；

（3）在1250 m高程以上以張裂為主，且貫通性較好；

（4）邊坡上游段1 220 m高程一帶XL316－1沿f208斷層發(fā)育，XL316－1向下部與f231斷層相接，f231斷層屬巖塊巖屑型－巖屑夾泥型；

（5）卸荷張開寬度自上而下逐漸變小；

（6）XL316－1卸荷裂隙密集帶的連通率為0.50～0.81。

4.2 f231斷層

圖2 中等傾角卸荷裂隙密集帶及f231斷層剖面示意

大量勘探資料及地表調查揭示，f231斷層貫通右岸壩肩邊坡約1 200 m高程以下，延伸長度大于300 m。在1 135～1 010 m高程的右岸壩基、拱肩槽上、下游邊坡連續(xù)出露，斷層總體產狀SN／E∠40°～50°，局部傾角達70°，起伏，局部存在高約2～5 m的陡坎。斷層破碎帶寬7～30 cm，由碎裂巖、角礫巖、片狀巖、碎粉巖組成，斷層沿霏細斑巖發(fā)育，具綠簾石化蝕變，與輝綠巖脈交匯處斷層帶內見輝綠巖構成的片狀巖、碎粉巖，屬B1巖塊巖屑型－B2巖屑夾泥型。

總體上，f231斷層具有如下特征：

（1）在空間上f231斷層被f218斷層限制，在1 200 m高程以下發(fā)育，1 200 m高程以上與XL316－1卸荷裂隙交匯，共同構成控制右岸邊坡穩(wěn)定的底滑面；

（2）在高程上傾角上陡下緩，即1 184 m高程以上傾角70°～80°之間，在1 184～1 180 m高程傾角45°～60°之間，1 180 m高程以下傾角35°～45°；

（3）f231斷層上、下盤5～10 m范圍內局部發(fā)育數(shù)條與其平行的小斷層；

（4）1 160 m高程以上斷層帶寬比下部要小。

5 結 論

經(jīng)過勘探調查和分析表明XL316－1卸荷裂隙密集帶和f231斷層是本次失穩(wěn)破壞的主要控制因素，并且同時控制著右岸邊坡整體及局部穩(wěn)定，與不同的巖脈組合后可形成多個潛在不穩(wěn)定塊體。在邊坡施工過程中和電站運行當中應密切監(jiān)測邊坡變形與裂隙發(fā)展動態(tài)，并采取相應有效的邊坡加固治理措施。

TV223；TV642.4

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1003－9805（2015）02－0032－03

2014－10－15

高 捷（1982－），男，四川 成都人，工程師，從事水電工程地質勘查工作。