西南某水電站壩前復雜邊坡穩(wěn)定性分析與評價.pdf

1、擬建的西南某水電站壩址位于云南省德欽縣瀾滄江上游河段上，是云南省境內(nèi)瀾滄江上游水電規(guī)劃梯級開發(fā)的第一級，屬龍頭水庫，上游與位于西藏昌都地區(qū)芒康縣鹽井鄉(xiāng)境內(nèi)的古學梯級水電站銜接，下游接果念梯級水電站。緊鄰上壩址上游左岸部位，分布有一大型冰水堆積體，并且下伏基巖存在強烈的傾倒變形，邊坡一旦發(fā)生整體失穩(wěn)破壞將會極大的威脅擬建上壩址的安全和電站正常運行的安全。
　　 本文以該邊坡為研究對象，在對邊坡的區(qū)域地質(zhì)背景、工程地質(zhì)環(huán)境條件，以及

2、對冰水堆積體的結(jié)構特征、物理力學性質(zhì)、傾倒變形體的結(jié)構特征的研究基礎上，對傾倒變形體成因機制進行了分析；然后，通過對壩前邊坡在蓄水后的變形破壞機制的研究，并且運用極限平衡法和數(shù)值計算的方法對壩前邊坡的穩(wěn)定性進行了分析評價。
　　 論文內(nèi)容和成果主要有以下幾點。
　　 （1）整個壩前堆積體由分布于基覆界線部位的局部河流相砂卵石層，冰水堆積體，堆積體前緣的河流相砂卵石層三部分組成。冰水堆積體的物質(zhì)組成以碎塊石為主，局部具弱泥

3、質(zhì)膠結(jié)，幾乎未見明顯架空現(xiàn)象，顆粒之間有一定的定向排列，和一定的成層現(xiàn)象。
　　 （2）傾倒變形體的形成和發(fā)展大致可以分為以下三個過程：
　　 ①第一階段，瀾滄江河谷的快速下切使區(qū)內(nèi)應力場產(chǎn)生顯著調(diào)整，其結(jié)果表現(xiàn)為最大主應力為順坡向的強烈壓應力，最小主應力表現(xiàn)為垂直坡向的拉應力。由于應力條件的改變導致巖層向坡外臨空方向擠出和向河谷方向傾倒變形。
　　 ②第二階段，在上述應力場的作用下使得斷層上方巖體向臨空方向產(chǎn)生

4、卸荷回彈（由于各層巖體的性質(zhì)差異，主要表現(xiàn)為差異回彈），巖體結(jié)果變得較為破碎，巖體變形存在明顯的擴容現(xiàn)象，同時由于F1斷層的壓縮－傾倒變形的存在，進一步促使上部巖體產(chǎn)生向下的傾倒變形，傾倒過程中產(chǎn)生的巨大彎矩導致巖層根部產(chǎn)生平行坡面的“V”張裂縫。
　　 ③后期受風化卸荷作用，應力場的再次調(diào)整導致F1斷層部位進一步產(chǎn)生壓縮－
　　 傾倒變形，進而使得上部巖體也隨之向下進一步傾倒，從而導致“V”型張裂縫進一步擴展，直至形成

5、折斷面，最后在折斷面部位形成一定范圍的塑性破壞區(qū)。
　　 （4）采用極限平衡法和數(shù)值計算的方法對堆積體在各種工況條件下的穩(wěn)定性分析表明：
　　 ①天然狀態(tài)下和持續(xù)暴雨條件下，整個壩前堆積體的穩(wěn)定性良好，無論是局部還是整體其穩(wěn)定性系數(shù)均能滿足工程要求；②蓄水前在暴雨＋Ⅶ度地震條件下冰水堆積體中前緣穩(wěn)定性處于極限平衡狀態(tài)，將可能出現(xiàn)局部的失穩(wěn)破壞；冰水堆積體整體穩(wěn)定性較好；③蓄水狀態(tài)下，壩前堆積體中的冰水堆積體能夠保持穩(wěn)定性

6、狀態(tài)，但安全儲備較低，整體穩(wěn)定性良好。④蓄水條件下，傾倒變形體的穩(wěn)定性良好。但由于傾倒變形體內(nèi)結(jié)構面極為發(fā)育，巖體結(jié)構極為破碎，因此不排除在不利因素影響下產(chǎn)生局部崩塌形式的失穩(wěn)破壞。⑤蓄水后在考慮Ⅶ度地震條件下，冰水堆積體中前緣很可能發(fā)生局部失穩(wěn)破壞，整體穩(wěn)定性較好。⑥泄洪條件下，岸坡可能的失穩(wěn)范圍來看，主要限于水位變動帶范圍內(nèi)的岸坡巖土體，岸坡出現(xiàn)整體失穩(wěn)的可能性較小。
　　 綜上所述，蓄水以前在不考慮Ⅶ度地震的條件下壩前堆積