雅砻江某水电站导流洞进水口边坡稳定性研究

2014-07-02詹兴强徐乾奇

长春工程学院学报（自然科学版） 2014年1期

詹兴强，徐乾奇，张曦

（成都理工大学环境与土木工程学院，成都610059）

0 引言

水电站位于四川省甘孜州雅江县境内的雅砻江干流上，为我国重要水电能源基地雅砻江的大型电站工程，导流洞进口边坡岩体结构面较发育，可能会对导流洞进口边坡施工以及以后的安全运行带来隐患。根据前期的野外工作和后期的分析研究，表明导流洞进水口边坡结构面以陡倾结构面结合长大缓倾结构面产出，缓倾结构面倾坡外，边坡整体稳定性较差。边坡破坏模式主要表现为滑移—拉裂破坏和倾倒破坏。

1 边坡工程地质条件

1.1 边坡地形地貌特征

初期导流洞进水口边坡位于雅砻江中段无名沟处索桥上游230～353m范围，1#导流洞布置于右岸，断面尺寸均为13m×15m，进口高程均为2 476m（如图1）。洞轴线方向为N33°E。右岸2 520m高程一带，因公路开挖，在公路内侧形成陡坡。

图1 导流洞进水口工程地质平面图

1.2 边坡岩体结构特征

初拟1#导流隧洞边坡沿线出露地层为燕山期二长花岗岩，岩石总体坚硬，进口段卸荷强，边坡局部坡积层较厚（12m左右）。

地表地质调查表明，该处断层较发育，洞口处即发育两组构造断层f12、f13，f12产状为 N30°E／NW∠85°，f13产状为 N35°E／NW∠87°，较平直，局部张开，进口处缓倾角结构面发育，岩体呈层状分布，岩石分类以Ⅲ类为主。

边坡岩体中裂隙较发育，据地表调查及裂隙统计可见主要4组结构面（表1，图2），其中以①、②两组最为发育（图3、图4），③、④组次之；局部（1#导流洞下游侧）发育一条产状为N28°W／NE∠42°的结构面，延伸大于5m。

图2 导流洞进水口边坡裂隙等密图

表1 导流洞进水口边坡节理性状特征

图3 NW向缓倾角裂隙发育特征

图4 导流洞NE向裂隙发育特征

1.3 边坡岩体风化卸荷及变形破坏特征

本区边坡岩体岩性主要为燕山期二长花岗岩，岩石总体坚硬，抗风化能力较强。坡体无强风化带发育，弱上风化岩体水平深度坡底为40m左右，局部缺失，弱下风化岩体深度坡底100m，再向里为微新岩体。

本段边坡强卸荷岩体从坡底到坡顶逐渐加深，强卸荷线呈凹弧状，分布于2 490m以上，弱卸荷深度较深，分布于2 480m以下。

该段自然边坡变形破坏较为明显，局部可见滑移（压致）拉裂形成的中小型空腔地貌。且公路的开挖，在公路内侧出现了一定的滑移压致变形。其中②、③两组缓倾角结构面构成滑移拉裂体的底滑面，①或f19、④组裂隙构成滑移拉裂的后缘拉裂面及侧向割裂面。

（1）导流洞进口上游侧一带，因公路开挖，发生沿②组裂隙（N15°W／NE∠23°）发生滑移拉裂现象，错距20cm左右（图5）。

（2）导流洞进口下游侧一带公路内侧，沿②组裂隙及产状为N44°E／SE∠88°长大裂隙发生的滑移拉裂破坏空腔。

图5 公路内侧滑移拉裂现象

（3）导流洞进口下游约32m处，公路内侧沿NE向陡倾裂隙发生的滑移压致拉裂现象。

（4）导流洞进口下游约15m处，受缓倾坡外的②组裂隙控制，发生的台阶状滑移压致拉裂现象，后缘拉裂缝宽5～20cm。

2 边坡整体稳定性计算

2.1 边坡稳定性分析

坡体内无控制边坡的整体稳定性的软弱结构面发育，边坡的稳定性主要受长大结构面的控制，整体稳定性较好，处于稳定状态。边坡存在不利的结构面组合，无论是洞脸边坡还是上游侧边坡均可构成局部的不稳定块体。工程边坡开挖后1#导流洞进口洞脸边坡和洞侧边坡主要受强卸荷Ⅴ1类岩体和弱卸荷Ⅳ类岩体控制，在开挖坡面易沿卸荷带发生滑移破坏。各剖面的易破坏块体组合见表2，计算模型见如图6～7。