锦屏一级水电站左坝肩边坡“大块体”边界条件复核与稳定性评价

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锦屏一级水电站位于雅砻江大河湾之西侧,是雅砻江中下游河段五级水电开发的第一级,坝区地质构造复杂,左岸上游坡砂板岩中,发育一个以断层f42-9为底滑面,深部裂缝SL44-1为上游侧侧裂面,煌斑岩脉为后侧切割面的巨大变形拉裂岩体,简称“大块体”,“大块体”位置特殊,对左岸边坡的稳定性影响巨大。本文在概述左岸边坡工程地质条件的基础上,根据开挖揭示资料详细复核左岸坝头边坡“大块体”的边界条件,根据复核成果建立块体几何模型,运用块体极限平衡理论对左坝肩边坡“大块体”的稳定性及加固力进行了复核,最终采取可靠性分析手段对块体稳定性进行评价。主要研究成果如下:(1)根据左岸坝头边坡的工程地质环境条件,结合前期地勘和施工开挖揭示资料,对“大块体”边界的各控制性结构面进行了详细复核,复核后块体边界面特征为:滑面f42-9断层产状为N87°E,SE∠48°,断层破碎带主要由角砾岩、糜棱岩及少量断层泥组成,按性状分属B4类结构面,宽度以20~30cm、30~50cm为主,宽度的平均值为25cm;前缘切割面f5断层产状为N44°E,SE∠69°,断层破碎主要由散体结构的岩屑、角砾及泥质物质组成,按性状分属B4类结构面,带宽度以3~10m、1~3m为主,平均宽度为4.5m;后缘切割面煌斑岩脉(X)产状为N52°E,SE∠67°,按形状分数B4类结构面,岩脉宽度以2.0~2.5m、2.5~3.0m为主,平均宽度为2.5m;侧裂面SL44-1松弛拉裂带近SN向,其工程性状类型归属B2类软弱结构面,未完全贯通,连通率取50%。(2)基于块体理,建立“大块体”几何模型,详细阐述并计算块体所受各个力大小与方向,计算在施工期和运行期多种工况下块体滑移方式、净合力、滑移矢量和稳定性系数,计算结果表明:大块体主要滑移方式为以f42-9断层和深部裂缝SL44-1为滑面的双滑面滑动,滑移矢量为128.97°∠42.71°。另外,因施工困难导致的群锚效应,使设计锚固力有部分失效,对由此导致的稳定程度降低进行了分析和论证,结果显示,在天然工况下,满水和死水期的稳定性系数较高,在加了抗剪洞支护,并且60%锚固力起效,可满足安全系数要求;在暴雨和极端工况1/4饱水时,块体的稳定性系数偏低,至少有80%的锚固力起效,并且有抗剪洞支护情况下才能满足安全系数要求。通过对计算参数f42-9断层抗剪强度指标的敏感性分析,发现内聚力c要比内摩擦角φ敏感;另外,作用于块体控制性结构面上的水压力大小对滑块稳定性影响较大,饱水每增加10个百分点,稳定系数就降低0.05。(3)运用可靠性分析方法,选取对块体稳定性系数影响较大的几个因素(f42-9断层的强度参数、锚固力)可靠性分析,选取块体在运行期的典型工况,极端条件暴雨+地震工况下破坏概率为4.79%,中值稳定性系数为1.247,破坏概率小于5%,块体在运营期是稳定的,施工期的支护措施起到很好作用。
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