官地水电站重力坝坝基抗滑稳定分析

电力18讯：    摘　要：介绍了官地水电站坝址区基本地质条件，结构面力学参数的选取方法、原则，分析研究了坝基的抗滑稳定性。　　
   关键词：坝基；地质条件；断裂带；破碎带；抗剪强度；抗滑稳定；官地水电站；四川
1 基本地质条件
　 雅砻江官地水电站是二滩水电站的上游衔接梯级。工程枢纽区位于四川省凉山彝族自治州西昌市与盐源县接壤地带。电站为以发电为主的综合利用水电工程，正常蓄水位1330m，装机容量1800MW，混凝土重力坝最大坝高168m。
　 电站坝址区位于雅砻江打罗峡谷段，两岸谷坡陡峻，临江坡高大于700m，河谷呈基本对称的“V”型，左岸谷坡40°～45°，右岸谷坡35°～40°。坝址区地质条件有以下主要特点：
　 (1)区域地壳相对稳定。经国家地震局烈度委员会鉴定，地震基本烈度为Ⅶ度，设防烈度按Ⅷ度考虑。
　 (2)岩质坚硬。枢纽区基岩主要由二叠系上统玄武岩组成，电站大坝座落在下段第五层（P2β15）斑状玄武岩、角砾集块熔岩上。岩质坚硬，平均湿抗压强度170MPa，弹性模量80～100GPa。
　 (3)断裂构造发育。坝址区呈单斜构造，岩层总体产状近SN・W∠75°～85°，为横向河谷。因受多期构造运动的影响，坝区断裂构造极为发育，主要表现为断层、错动带及节理裂隙系列。断层（Ⅱ级结构面）主要发育2组，以与区域南北向构造线方向一致的SN向断层最发育，破碎带宽一般0.6～4m，延伸长度500～20 00m，它与另一组呈EW向展布的断层（破碎带宽一般0.5～1m，延伸长度250～500m），构成了坝区基本构造格架。
　 坝区错动带（Ⅲ、Ⅳ级结构面）按产状可归纳为10组，以前3组最为发育。其中中、陡倾角者4组，占总数81％：①N5°～20°W・SW（NE）∠75°～85°；②N65°～75°E・SE∠75°～85°；③N80°～90°W・NE∠65°～80°；④N60°～90°W・NE∠40°～60°。缓倾角6组，占总数的19％；⑤N10°～50°W・NE∠10°～30°；⑥N0°～25°E・SE∠10°～35°；⑦N45°～85°E・SE∠5°～35°；⑧N10°～50°W・SW∠10°～30°；⑨N60°～90°W・NE∠10°～30°；⑩N10°～40°E・NW∠10°～25°。错动带延伸长度一般50～100m，宽度大多为0．01～0．1m，平均水平线发育率7～8条／100m。在发育数量上以P2β11、P2β12、P2β13、P2β14较多，水平线发育率9～13条／100m；在P2β15中相对较少，水平线发育率6～8条／100m。
　 节理裂隙（Ⅴ级结构面）发育方向与断层、错动带相似，以近SN向陡裂最发育，近EW向次之。
　 综上所述，由于坝区岩体普遭受强烈构造变动，岩层产状近于直立，断裂构造极为发育，特别是在坝区分布有缓倾角结构面，因此混凝土重力坝坝基的抗滑稳定性，是官地水电站工程地质勘察必须解决的问题之一。
2 结构面抗剪（断）指标的选取
　 枢纽区结构面十分发育，以Ⅳ、Ⅴ级为主，少量Ⅱ、Ⅲ级。按照结构面的接触紧密程度可将其划分为刚性结构面和软弱结构面两大类，再依据结构的风化程度和物质组成、颗粒大小及次生泥充填情况分为六个亚类。刚性结构面划分为新鲜硬接触型和风化晕硬接触型，软弱结构面划分为岩块岩屑型、岩屑夹泥型、泥夹岩屑型和夹泥型，以岩屑夹泥型及泥夹屑型为主，少量岩块岩屑型（含节理密集带）和夹泥型。
　 由于同一结构面的物质组成极不均一，软弱结构面的现场大剪试验表明，同一结构面的不同试件代表了不同的性状类型，因此成果整理时，按各试件代表的性状类型进行归纳，在优定斜率法确定标准值的基础上，作适当调整后确定地质建议值，见表1。
           
3 坝基抗滑稳定性分析
3．1　坝基抗滑稳定的滑移模式
3．1．1　特定结构面的滑移组合模式
　 坝址区缓倾角错动带较发育，分布较为普遍，沿坝轴线方向N12°E，沿水流流向S75°E。据勘探揭露，1 1～15号溢流坝段坝基下主要分布有以下缓倾错动带：
　 fxh01：顺河长约110m，横河长约80～100m，纵向分布高程1170～1135m。总体产状：N23°～46°E・SE ∠22°～34°，走向与坝轴线交角11°～34°。为岩屑夹泥型。在坝轴线坝基下最小埋深47m，高程1152m，距建基面高14m，分布长约6m，可构成第一滑移面。
　 fxh05：顺河长约80m，横河长约120m，纵向分布高程1154～1145m。总体产状近EW・S∠29°，走向与坝轴线交角较大为78°，在纵剖面上的视倾角为7°～8°，为岩块岩屑型。在坝基下最小埋深约40m，高程11 53m，距建基面高15m，亦可构成第一滑移面。
　 fxh07：顺河长约100～130m，横河长约80～100m，纵向分布高程1150～1173m。总体产状N14°W・SW∠11 °，走向与坝轴线交角25°～30°，为岩块岩屑型，可与fxh05组合构成第二滑移面。

           
　 由于坝址区近SN向陡倾错动带（如f33）及裂隙比较发育，延伸较长，可构成横向切割面。河床右侧出露f34，产状N70°W・NE∠70°，且右岩Ⅳ<