巖桑樹水電站壩址區(qū)堆積體穩(wěn)定性評價

左壩前堆積體位于小巖頭水電站左岸三岔溝下游側(cè)，距壩址0．04～0．27km。本文選取堆積體兩條主要地質(zhì)剖面，針對地層巖性、水文地質(zhì)條件、地質(zhì)結(jié)構(gòu)及構(gòu)造，從工程地質(zhì)角度對堆積體穩(wěn)定進(jìn)行計算分析評價。

在研究了溪洛渡水電站左岸谷肩堆積體物質(zhì)組成和結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,結(jié)合施工過程中的變形監(jiān)測信息,對目前變形明顯的ⅳ區(qū)邊坡應(yīng)用失穩(wěn)模式進(jìn)行了分析.我們選取了兩條具代表性的剖面,采用極限平衡方法,在天然和地震兩種工況下對邊坡的穩(wěn)定性系數(shù)進(jìn)行了計算,然后以計算結(jié)果為依據(jù)對其穩(wěn)定性進(jìn)行評價.結(jié)果顯示:自然坡體在兩種計算工況下皆處于穩(wěn)定狀態(tài),并具有較高的安全儲備,開挖后坡體仍然具有一定的穩(wěn)定性,但從滿足工程邊坡安全度的要求出發(fā),對邊坡進(jìn)行及時支護(hù)是必要的.

在研究了溪洛渡水電站左岸谷肩堆積體物質(zhì)組成和結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,結(jié)合施工過程中的變形監(jiān)測信息,對目前變形明顯的iv區(qū)邊坡應(yīng)用失穩(wěn)模式進(jìn)行了分析。我們選取了兩條具代表性的剖面,采用極限平衡方法,在天然和地震兩種工況下對邊坡的穩(wěn)定性系數(shù)進(jìn)行了計算,然后以計算結(jié)果為依據(jù)對其穩(wěn)定性進(jìn)行評價。結(jié)果顯示:自然坡體在兩種計算工況下皆處于穩(wěn)定狀態(tài),并具有較高的安全儲備,開挖后坡體仍然具有一定的穩(wěn)定性,但從滿足工程邊坡安全度的要求出發(fā),對邊坡進(jìn)行及時支護(hù)是必要的。

孟底溝水電站位于雅礱江中游開發(fā)梯級第五級,壩前堆積體距大壩300m,規(guī)模1500萬m~3,其穩(wěn)定性問題是孟底溝水電站水工建筑物布置和施工場地選址面臨的主要問題。本文根據(jù)勘探成果,在變形破壞機(jī)制分析的基礎(chǔ)上,采用極限平衡法對其穩(wěn)定性進(jìn)行了研究。

綽斯甲水電站壩前右岸堆積體緊鄰大壩,與樞紐布置關(guān)系密切。在前期勘察設(shè)計時,針對其特殊的工程地質(zhì)特性,采取相應(yīng)的勘探、試驗(yàn)手段,獲取基本地質(zhì)資料,評價其穩(wěn)定性,并進(jìn)行反演分析計算和論證,為工程支護(hù)提出合理的地質(zhì)建議參數(shù),以確保電站建成后覆蓋層邊坡穩(wěn)定及大壩安全。

研究下紅巖堆積體的穩(wěn)定性對擬建水電站大壩和附屬水力設(shè)施的布置和安全有著重要的意義。本文在深入分析該堆積體基本特征的基礎(chǔ)上,以地形地貌、變形破壞跡象及物質(zhì)組成特征的差異性為依據(jù),對其進(jìn)行了工程地質(zhì)分區(qū);在此基礎(chǔ)上,對該堆積體成因及今后變形機(jī)理進(jìn)行了論述,重點(diǎn)分析影響堆積體穩(wěn)定性的誘發(fā)因素;最后采用極限平衡法計算了堆積體整體(分區(qū))以及局部穩(wěn)定性。計算結(jié)果為分析目前堆積體的穩(wěn)定狀況及預(yù)測其可能造成的工程危害性提供了評價基礎(chǔ)。

烏弄龍水電站壩前堆積體成因主要為崩塌堆積,巖土物理力學(xué)試驗(yàn)成果及現(xiàn)場天然休止角測量成果對選取巖(土)體的力學(xué)參數(shù)具有較好的參考價值。采用剛體極限平衡法和有限元強(qiáng)度折減法對堆積體的穩(wěn)定性進(jìn)行計算分析,評價認(rèn)為在天然狀態(tài)下,壩前堆積體穩(wěn)定性好;水庫蓄水后,堆積體前部(約70m高差)處于庫水位以下,堆積體基本穩(wěn)定;在蓄水和地震工況下其穩(wěn)定性降低,存在失穩(wěn)的可能性,可能產(chǎn)生的破壞形式為前緣調(diào)整性坍岸再造。針對瀾滄江上游段類似的大型崩塌堆積體,分析總結(jié)了一套松散堆積體穩(wěn)定性分析評價方法,對類似工程地質(zhì)問題(特別是瀾滄江上游江段水電工程)研究有一定的借鑒意義。

在大量勘探和試驗(yàn)工作成果的基礎(chǔ)上,查明了阿海水電站左岸壩前混合堆積體物質(zhì)組成及分布狀態(tài),運(yùn)用stab程序畢肖普法和emu程序?qū)旌隙逊e體穩(wěn)定性進(jìn)行了計算。兩種計算程序結(jié)果表明,左岸壩前混合堆積體在3種工況下的6種情況整體基本穩(wěn)定,有暴雨工況下的兩種情況處于臨界穩(wěn)定狀態(tài),為保證水電站的安全運(yùn)行,必須采取處理措施。

小巖頭水電站位于牛欄江中下游河段小巖頭峽谷出口處，是牛欄江水電開發(fā)規(guī)劃的第4級電站。庫區(qū)兩岸山高坡陡，荒山禿嶺，水土流失嚴(yán)重。庫區(qū)仔在多處崩塌堆積、冰水堆積體。本文通過堆積體特征穩(wěn)定分析評價，對下一步工程施工處理提供了重要依據(jù)。

在充分調(diào)研和綜合分析研究四川九龍溪谷水電站梅鋪堆積體地質(zhì)背景和巖體力學(xué)環(huán)境條件的基礎(chǔ)上,遵循地質(zhì)定性分析與定量評價相結(jié)合的評價思路,采用有限元法、極限平衡法(morgenstern-price法和不平衡推力傳遞系數(shù)法)等方法對斜坡穩(wěn)定性進(jìn)行了評價,并且得出了結(jié)論。

在中國西部水電工程建設(shè)中,由于地質(zhì)條件復(fù)雜,面臨許多工程地質(zhì)問題,其中在壩址區(qū)和庫區(qū)的大型堆積體對電站建設(shè)影響很大。分布在峽谷斜坡的大型碎屑堆積體,由于方量巨大、粒徑多為30～200cm,極難進(jìn)行強(qiáng)度試驗(yàn)和穩(wěn)定性評價。以瀾滄江中上游烏弄龍電站壩前大型堆積體為例,介紹該類碎屑堆積體的強(qiáng)度參數(shù)、粒度組成等工程特性的評價方法,并進(jìn)行穩(wěn)定性計算。研究結(jié)果表明:堆積體在天然條件下安全系數(shù)為1.11～1.15之間,處于穩(wěn)定狀態(tài)。地震條件下取φ=36°～37°,k=0.98～1.02,表明該堆積體處于基本穩(wěn)定狀態(tài),與現(xiàn)場調(diào)查的變形動態(tài)較吻合。這說明采用的分析評價方法是正確的,取得較好的效果。這些研究方法對于大型堆積體的研究具有借鑒意義,對于類似工程問題具有參考價值。

堆積體削坡開挖后的穩(wěn)定性對水電站的施工及以后的正常運(yùn)行至關(guān)重要,通過采用大型通用有限元軟件ansys對該堆積體的典型剖面進(jìn)行了二維穩(wěn)定性分析,并結(jié)合現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析,使模擬結(jié)果和監(jiān)測分析結(jié)果相互印證,提高了模擬結(jié)果的可信度。在此基礎(chǔ)上根據(jù)模擬結(jié)果的分析,得出該堆積體整體穩(wěn)定性較好,但可能會發(fā)生淺表層滑動破壞的結(jié)論。

通過分析某水電站左岸谷肩堆積體監(jiān)測成果,在前期的支護(hù)措施下,經(jīng)過削坡開挖、原賦存環(huán)境改變后堆積體削坡區(qū)的穩(wěn)定性做出評價;同時對前期的支護(hù)措施做出評價,并對以后的支護(hù)治理措施提出建議,指出工程建設(shè)中信息化設(shè)計與施工的重要性。

由第四系堆積作用形成的堆積體邊坡大多處于臨界平衡狀態(tài),水電站工程建設(shè)時邊坡開挖、蓄水以及遇到暴雨等不利工況時會對邊坡產(chǎn)生擾動,而堆積體的失穩(wěn)將對大壩的安全產(chǎn)生影響。針對在建的某水電站堆積體邊坡,通過地質(zhì)勘查分析了庫區(qū)地貌和堆積體工程地質(zhì)特性及成因。應(yīng)用極限分析能量法計算了堆積體邊坡在各種工況下的穩(wěn)定系數(shù),并搜索確定了最不利滑動帶的位置。在此基礎(chǔ)上,采用快速拉格朗日元法模擬了堆積體的變形特征。3種方法分析結(jié)果較為吻合,表明堆積體整體穩(wěn)定性較好,但ⅲ剖面區(qū)域在水庫蓄水后可能發(fā)生局部滑動破壞,應(yīng)在該區(qū)域設(shè)置相應(yīng)的防護(hù)設(shè)施,以保證大壩的安全運(yùn)營。

皂市水電站堆積體邊坡臨近廠房機(jī)組段,其穩(wěn)定性直接影響到施工安全并對廠房建筑物構(gòu)成威脅。鑒于堆積體及其與基巖接觸面部分巖石力學(xué)參數(shù)的不確定性,首先采用強(qiáng)度折減法研究不同參數(shù)取值情況下邊坡的安全系數(shù)及可能的失穩(wěn)模式,選取合理的堆積體參數(shù)。在此基礎(chǔ)上,對在不同工況下的邊坡穩(wěn)定性、可能的失穩(wěn)模式以及不同加固處理方案的效果等進(jìn)行了分析和研究。

受擬建馬邊河舟壩水庫蓄水影響,庫區(qū)部分老場鎮(zhèn)將被淹沒,前期資料表明,目前規(guī)劃的某新場址位于一古滑坡體上,因此該滑坡的穩(wěn)定性對擬建場址移民居住的適宜性有決定性的作用。通過闡述該滑坡的地質(zhì)條件及成因機(jī)制、變形破壞特征,對滑坡進(jìn)行了定性分析和定量綜合評價。結(jié)果表明,該古滑坡體在現(xiàn)狀及蓄水后均處于整體穩(wěn)定狀態(tài),但局部受場址的開發(fā)性影響可能存在局部失穩(wěn),建議采取一定防護(hù)措施,以滿足移民新場址要求。

布西水電站位于四川西部高原,壩址區(qū)兩岸谷坡陡峻,河谷深切,形成超高邊坡。巖體中構(gòu)造裂隙較發(fā)育,各結(jié)構(gòu)面組合后,可能形成不穩(wěn)定楔體,影響邊坡的穩(wěn)定性;根據(jù)邊坡的分區(qū)特征,評價方法及結(jié)果,可為設(shè)計邊坡支護(hù)處理提供依據(jù)。

以梨園水電站壩前左岸分布的大規(guī)模下咱日堆積體為例,通過分析堆積體物質(zhì)組成及堆積體與基巖接觸面的物理力學(xué)特性,確定堆積體的邊界條件,并初步判定其可能的變形及破壞模式。以此為基礎(chǔ),采用三維極限平衡方法對沿堆積體與基巖接觸面的假設(shè)滑面及由二維極限平衡分析出的最危險滑弧擬合出的三維空間滑面進(jìn)行了分析,確定了不同滑面的安全系數(shù)。根據(jù)有限元三維分析成果,基于位移梯度理論提出了堆積體三維滑面確定方法,分析方法能夠搜索任意形式滑面,同時兼顧考慮堆積體的三維效應(yīng)。分析表明各工況下堆積體穩(wěn)定性均能滿足要求,計算成果為工程設(shè)計提供了重要參考。

結(jié)合工程地質(zhì)勘察,研究位于梨園水電站壩前左岸的下咱日堆積體的工程地質(zhì)特性和成因。應(yīng)用極限分析能量法emu程序,計算了4個典型剖面在不同工況下的安全系數(shù)。建立三維模型,通過flac程序得到的位移云圖,分析該堆積體在天然、蓄水以及地震工況下的變形特性,并對ⅲ號危險剖面用不平衡推力法進(jìn)行了計算。計算分析結(jié)果表明,該堆積體整體穩(wěn)定性較好,但存在局部滑動的可能。針對該堆積體的情況,提出了相應(yīng)的防護(hù)、加固處理措施。

以黃藏寺水利樞紐工程某松散堆積體為例,從地質(zhì)宏觀判斷、極限平衡理論計算和數(shù)值模擬3種途徑分析堆積體的穩(wěn)定性,確定該堆積體整體穩(wěn)定性較好,不會發(fā)生整體失穩(wěn)破壞,但有可能局部失穩(wěn).對數(shù)值模擬結(jié)果和現(xiàn)場實(shí)際情況進(jìn)行了對比,確定數(shù)值模擬得出的堆積體變形現(xiàn)象和規(guī)律與實(shí)際情況相吻合.

以某水電站壩址左岸堆積體為例,采用室內(nèi)土工試驗(yàn)中大剪試驗(yàn)和三軸試驗(yàn)2種試驗(yàn)方法,測得碎石土的抗剪強(qiáng)度參數(shù)并進(jìn)行對比分析。試驗(yàn)結(jié)果表明,三軸試驗(yàn)比大剪試驗(yàn)測得的碎石土抗剪強(qiáng)度參數(shù)值更真實(shí)、準(zhǔn)確。并進(jìn)一步提出2種試驗(yàn)結(jié)果的適用條件:大剪試驗(yàn)中的快剪適用于滲透系數(shù)小、受荷速度快的高塑性粘土,各向異性且剪破面未知的土體不宜采用快剪,對于滲透性較強(qiáng)的粗粒土,快剪的結(jié)果較三軸試驗(yàn)差異較大;三軸試驗(yàn)中的不固結(jié)不排水試驗(yàn)適合于一般粘性土、砂類土,但特易擾動土除外,其試驗(yàn)結(jié)果較接近實(shí)際。

小灣水電站左岸壩前堆積體結(jié)構(gòu)特征及穩(wěn)定性研究——本文根據(jù)地勘試驗(yàn)成果．通過耐堆積體的物質(zhì)組成、下伏基巖巖體特征、成因機(jī)制．可能變形破壞的機(jī)制進(jìn)行分析．論證其自然狀況及工程施工和運(yùn)行期間的穩(wěn)定性。