高邊坡及不穩(wěn)定體是水利水電工程中常見(jiàn)的地質(zhì)問(wèn)題,對(duì)水庫(kù)大壩的安全有重大隱患,尤其是面板壩,對(duì)邊坡的要求極高,以下從五個(gè)方面對(duì)不穩(wěn)定體進(jìn)行分析并提出處理意見(jiàn)。
不穩(wěn)定體處于壩址左岸邊坡,大致以趾板線方向分界,分別出露凝灰?guī)r、粉砂巖兩個(gè)巖組,趾板線以上多為厚層塊狀凝灰?guī)r夾粉砂巖,下游方向多為薄層狀粉砂巖,由于巖體耐風(fēng)化程度不同,前者多表現(xiàn)為陡坎,后者多呈溝谷。
通過(guò)測(cè)繪資料分析,主要發(fā)育NW向和NE向兩組斷層,其中NW向斷層從左壩肩及左岸趾板線通過(guò),表現(xiàn)為陡傾角順層擠壓斷層,該組斷層規(guī)模較大,對(duì)左岸趾板邊坡影響較大;NE向斷層規(guī)模較小,對(duì)左岸影響也小。
F2斷層為出露于河谷左岸的一組NW向低序次的緩傾角斷層,它是一組與巖層面產(chǎn)狀走向近一致的扭性結(jié)構(gòu)面。地表出露長(zhǎng)度約100m,上游為F9一組NW向陡傾角斷層截?cái)?,下游延伸至河床?/div>
F9斷層,斷面有厚3cm綠色糜棱巖,下盤巖體相對(duì)較完整,其上盤巖體已沿F9產(chǎn)生過(guò)滑動(dòng),斷層帶有5m厚的滑坡破碎帶,呈散體結(jié)構(gòu)。
現(xiàn)在對(duì)不穩(wěn)定體敘述如下:靠岸里發(fā)育一傾坡外的F9斷層,其構(gòu)成了不穩(wěn)定巖體后緣及南側(cè)切割面,與F2底滑面組合構(gòu)成了左岸不穩(wěn)定體。
3不穩(wěn)定體穩(wěn)定分析
以節(jié)理裂隙面產(chǎn)狀、發(fā)育情況及其可能的不利組合做為穩(wěn)定分區(qū)原則,以745m高程上下和F2斷層上、下盤為界做以下穩(wěn)定分區(qū)。
?。?)穩(wěn)定性差的Ⅰ區(qū)
①范圍:F2斷層面以下至趾板線范圍。
②巖性:凝灰?guī)r、凝灰質(zhì)砂巖及粉砂巖,巖體呈鑲嵌碎裂結(jié)構(gòu)。
?、鄢雎稊鄬樱簝A坡外的一組緩傾角斷層F2
?、茏冃畏绞剑篎2這組緩傾坡外斷層,是巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性最差的,極大可能被順層擠壓斷層以及層面切割,產(chǎn)生拉裂及滑塌變形。
?。?)穩(wěn)定性極差的Ⅱ區(qū)
?、俜秶鹤?45m高程平臺(tái)至F2斷層的上盤巖體。
②巖性:凝灰?guī)r和粉砂巖,呈碎裂鑲嵌結(jié)構(gòu)。
?、鄢雎稊鄬樱褐饕獮橐唤M走向NNW傾向岸里的中等傾角斷層。
?、茏冃畏绞剑褐饕僧a(chǎn)生拉裂變形,該區(qū)發(fā)育NNW傾坡內(nèi)中等傾角斷層的分布,在平硐中遇到該組斷層就產(chǎn)生塌方,帶內(nèi)物質(zhì)松散無(wú)膠結(jié),使Ⅱ區(qū)巖體呈現(xiàn)“軟弱相間”狀態(tài),該組斷層極易與F2組合產(chǎn)生塌滑。
?。?)基本穩(wěn)定區(qū)Ⅲ區(qū)
?、俜秶?45m高程平面以上部分,地形相對(duì)高差50~60m。
?、诔雎赌屹|(zhì)砂巖、粉砂巖和少量厚層塊狀凝灰?guī)r。
③據(jù)地表測(cè)繪,僅出露少量?jī)A坡內(nèi)的斷層。
④該區(qū)已到不穩(wěn)定體邊緣,傾坡內(nèi)斷層無(wú)崩塌可能,只能是風(fēng)化卸荷影響,產(chǎn)生小的局部變形,對(duì)趾板無(wú)任何影響。
4不穩(wěn)定體穩(wěn)定計(jì)算
按平行斷面法計(jì)算不穩(wěn)定體總體積11萬(wàn)m3,巖體天然容重取27KN/m3,則巖體自重W=2.97×106KN。
①基本荷載作用下由剛體極限平衡原理計(jì)算邊坡安全系數(shù)
(其中天然狀態(tài)下取C=59KPa,φ=25°):
Fs=■=■=1.25
②特殊荷載作用下由剛體極限平衡原理計(jì)算邊坡安全系數(shù):
Fs=■=■
其中Fi為水平向地震慣性力,其計(jì)算公式:
Fi=ahξGEiαi/g=2.1×105KN
Fs=1.05
由計(jì)算可以看出,不考慮水的作用和地震慣性力作用時(shí),在基本荷載作用下Fs=1.25;在考慮地震影響時(shí)Fs=1.05,不穩(wěn)定體處于臨界穩(wěn)定狀態(tài),均不能滿足巖質(zhì)邊坡安全系數(shù)1.3~1.25的要求,需及時(shí)處理。
5不穩(wěn)定體處理意見(jiàn)
?。?)穩(wěn)定性差的Ⅰ區(qū)(F2斷層面以下至趾板線范圍)
該區(qū)發(fā)育F2緩傾坡外斷層,且處于庫(kù)水位以下,是巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性最差的,極大可能被順層擠壓斷層以及層面切割,產(chǎn)生拉裂及滑塌變形。但F2斷層下盤巖體結(jié)構(gòu)面相對(duì)較少,節(jié)理面閉合,平直,巖體完整性相對(duì)較好,對(duì)該區(qū)的處理建議以錨固處理措施為主,并做好不穩(wěn)定體表面的排水以及布置邊坡變形觀測(cè)系統(tǒng)。
?。?)穩(wěn)定性極差的Ⅱ區(qū)(自745m高程平臺(tái)至F2斷層的上盤巖體)
據(jù)分析F2斷層上盤巖體有可能沿一些后緣切割面產(chǎn)生局部滑塌。且745m平臺(tái)到趾板線距離為50m,相對(duì)高差較大,因此根據(jù)不穩(wěn)定體的規(guī)模及穩(wěn)定現(xiàn)狀,建議對(duì)高程745m以下至F2底滑面巖體應(yīng)繼續(xù)清除處理,在清除過(guò)程中,注意爆破控制,以防已滑動(dòng)的破碎巖體,在爆破過(guò)程中進(jìn)一步破壞。并對(duì)面板進(jìn)行封蓋處理,以防開挖過(guò)程中不穩(wěn)定體危及面板安全,并對(duì)開挖坡面及時(shí)噴錨處理,在開挖坡面上設(shè)置馬道。
?。?)基本穩(wěn)定區(qū)Ⅲ區(qū)(745m高程平面以上部分)
該區(qū)主要斷層極少,未形成不利組合,該區(qū)已到不穩(wěn)定體邊緣,傾坡內(nèi)斷層,無(wú)大的崩塌可能,但該段巖坡長(zhǎng)時(shí)間暴露在外,風(fēng)化強(qiáng)烈,依然存在一些小的不穩(wěn)定體,目前處于穩(wěn)定狀態(tài),該區(qū)對(duì)水工建筑物影響不大,但Ⅱ區(qū)處理后,此處可能會(huì)產(chǎn)生滑塌,建議在處理Ⅱ區(qū)前將該處削坡處理,并對(duì)邊坡做一些噴錨支護(hù)。
6結(jié)語(yǔ)
邊坡巖體的穩(wěn)定并不是由單一因素造成的,而是與邊坡的構(gòu)造環(huán)境特征、地形地貌特征及結(jié)構(gòu)面的發(fā)育特征等方面密切相關(guān),各種因素是相互作用、相互影響的。地形條件決定了邊坡形態(tài),結(jié)構(gòu)面組合是巖體邊坡穩(wěn)定的控制因素。
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