某水電站恩2~#大型滑坡特征及成因機(jī)制剖析

滑坡發(fā)生于擬建的水文站壩址i勘探線下游約300m的左岸陡傾順向坡(傾角85～87°)中。據(jù)平硐揭露,坡體主要由薄層(單層厚2～3cm)泥質(zhì)板巖組成。巖層傾倒變形極為強(qiáng)烈,由硐口至硐底(220m)巖層均呈反傾坡內(nèi),且傾角隨硐深增加呈明顯增大趨勢(shì),即16～55°。沿硐不時(shí)可見因巖層彎曲而形成的楔形張裂縫(隙),傾倒變形的范圍(平硐水平深度)達(dá)220m以上。洼里滑坡正是在上述的彎曲一拉裂變形基礎(chǔ)上發(fā)展而成的大規(guī)?；?。即谷坡巖體在重力作用下,向臨空方向作懸臂梁彎曲,并逐漸向坡內(nèi)發(fā)展。彎曲的板梁之間互相錯(cuò)動(dòng)并伴有拉裂,彎曲后緣出現(xiàn)拉裂縫。由于巖層薄而相對(duì)較軟,其彎曲角度很大,在巖層最大彎曲部位出現(xiàn)與層面垂直的楔形拉裂縫(隙)。隨著河谷強(qiáng)烈下切及江水對(duì)凹岸的沖刷,上述傾倒一拉裂變形則進(jìn)一步加劇,一旦各層最大彎曲部位的緩傾坡外楔形拉裂隙(縫)相互貫通,形成統(tǒng)一的滑動(dòng)面(帶),就容易發(fā)生大規(guī)模的滑坡;通過用簡(jiǎn)化畢肖普法對(duì)該滑坡進(jìn)行了穩(wěn)定性計(jì)算,結(jié)果表明:只有在蓄水位達(dá)到1800m高程時(shí)或在此種情況下遇到ⅶ度地震,滑坡體有可能局部發(fā)生失穩(wěn)。而在其它工程情況下,滑坡體處于穩(wěn)定狀態(tài)。

滑坡位于四川省甘孜州境內(nèi)某水電站10#支洞口下部,該滑坡處于變形加劇狀態(tài),因此對(duì)其形成機(jī)制及穩(wěn)定性進(jìn)行分析就顯得尤為重要。分析表明:該滑坡形成機(jī)制屬于滑移-拉裂式,目前處于極限平衡狀態(tài),受暴雨或地震影響就很可能發(fā)生整體破壞。

(一)概況天生橋二級(jí)水電站的廠房位置,原方案(1976、1982年初步設(shè)計(jì))布置在中山包處。由于該處存在著邊坡高、施工導(dǎo)流難、尾水渠易淤積等三大難題,故于1983年8月在廠址復(fù)審會(huì)議上,將其由中山包下移至芭蕉林。但當(dāng)開挖時(shí),發(fā)現(xiàn)此處卸載裂隙發(fā)育,沿軟弱夾

卡基娃水電站導(dǎo)流洞進(jìn)口邊坡在施工過程中受降雨影響發(fā)生了滑塌,形成了高達(dá)130m的危險(xiǎn)土石混合高邊坡。在對(duì)邊坡及滑體進(jìn)行工程地質(zhì)調(diào)查的基礎(chǔ)上,著重分析了滑體及滑床的物質(zhì)結(jié)構(gòu)組成,確定了滑動(dòng)模式,并計(jì)算了坡體三種工況下的安全系數(shù)。最后,綜合各種因素得出了該邊坡的滑動(dòng)機(jī)制。

該古崩滑體位于擬建水庫壩址線上游27.7km處,體積巨大,水庫三個(gè)設(shè)計(jì)蓄水高程均在滑體剪出口之上,且該區(qū)屬高烈度區(qū),滑體一旦失穩(wěn),可能造成涌浪,甚至堵江和堰塞潰壩,影響嚴(yán)重。本文通過對(duì)古滑體地質(zhì)背景、結(jié)構(gòu)特征、變形破壞特征和形成條件分析,確定該滑體屬崩滑性質(zhì)。在漫長(zhǎng)地質(zhì)歷史時(shí)期,受到較為頻繁構(gòu)造作用,斜坡巖體塊裂化較明顯,節(jié)理切割嚴(yán)重,產(chǎn)生了不利結(jié)構(gòu)面的空間組合,一旦破壞面貫通,則導(dǎo)致斜坡沿著滑面崩滑下座,覆蓋到?jīng)_洪積物堆積體之上。其穩(wěn)定性通過定性、定量?jī)煞矫嬖u(píng)價(jià),其中定量計(jì)算中,通過試驗(yàn)資料,結(jié)合參數(shù)反演確定計(jì)算參數(shù),利用規(guī)范傳遞系數(shù)法和畢肖普法進(jìn)行計(jì)算。評(píng)價(jià)結(jié)果表明,在天然、暴雨、蓄水及水位驟降工況下,滑體均處于穩(wěn)定狀態(tài)。而在考慮地震時(shí),其穩(wěn)定性迅速降低,滑體整體處于基本穩(wěn)定狀態(tài)。

本文簡(jiǎn)述了冰川運(yùn)動(dòng)的力學(xué)機(jī)制及其對(duì)下伏巖體的改造作用,并以甲皮水電站邊坡穩(wěn)定問題為實(shí)例進(jìn)行初步分析探討。

一、前言研究對(duì)象位于正在建設(shè)中的黃河上游公伯峽水電站庫區(qū),地處青海省尖扎縣上游約1.5km處,與縣城隔河相望?；w上有省級(jí)公路穿過,且滑體前緣剪出口大部分低于電站正常蓄水位。因此,若電站按正常工期于2004年下閘蓄水后,該滑坡的穩(wěn)定性、變形破壞方式及可能產(chǎn)生的社會(huì)危害和影響已引起有關(guān)方面的高度重視,認(rèn)識(shí)上也出現(xiàn)了一些不同

作為庫區(qū)重點(diǎn)研究的滑坡之一,在地質(zhì)測(cè)繪、鉆探及物理勘探等大量勘察資料基礎(chǔ)上,全面闡述了小汊頭滑坡的地質(zhì)背景、形成條件及變形模式,評(píng)價(jià)了滑坡整體及前緣次滑體在蓄水前后各種工況下的穩(wěn)定性,初步分析了滑坡失穩(wěn)產(chǎn)生涌浪的影響程度及堰塞體潰壩對(duì)施工圍堰的危害性。

以黃河上游擬建的茨哈峽水電站壩后泄水邊坡為研究對(duì)象,通過野外地質(zhì)調(diào)查、室內(nèi)試驗(yàn)及數(shù)值模擬對(duì)其變形破壞特征及機(jī)制進(jìn)行探究.研究結(jié)果表明:泄水邊坡中上部發(fā)生卸荷拉裂破壞;坡體中部發(fā)生蠕動(dòng)變形,表現(xiàn)為平硐內(nèi)巖體的彎曲傾倒;坡體下部為弱風(fēng)化巖體,有緩傾節(jié)理面發(fā)育.該邊坡變形破壞機(jī)制為順向?qū)訝钸吰略谧陨碇亓ψ饔?、河流的下切作用、上覆巖體的崩塌、坡積物沿坡面的下滑力以及降雨作用下,產(chǎn)生向外的彎曲變形,隨著外力作用的繼續(xù),巖體彎曲變形向深部和下部發(fā)展,坡體表層巖體發(fā)生傾倒變形破壞.

西南地區(qū)水電工程中堆積體邊坡的穩(wěn)定性問題成為制約工程建設(shè)的重要因素,分析堆積體邊坡的成因機(jī)制,可為工程建設(shè)、堆積體邊坡的處理措施提供重要依據(jù)。通過對(duì)旦波堆積體邊坡成因機(jī)制宏觀定性分析及定量分析評(píng)價(jià),得出堆積體邊坡整體穩(wěn)定性較好的結(jié)論?；趦?nèi)外動(dòng)力耦合作用的思想,提出了堆積體邊坡的成因機(jī)制:由于受斷裂構(gòu)造破碎(內(nèi)動(dòng)力)、風(fēng)化作用(外動(dòng)力)等,上部巖體發(fā)生崩塌、傾倒破壞,破壞后的產(chǎn)物向坡體下部運(yùn)動(dòng)、堆積,由于長(zhǎng)期持續(xù)的堆積,堆積體下部發(fā)生固結(jié)壓密變形。

滑坡是一種重要的地質(zhì)災(zāi)害,合理地治理滑坡是工程建設(shè)的關(guān)鍵,而合理的力學(xué)參數(shù)對(duì)滑坡治理又起到重要的作用,其中滑坡滑帶力學(xué)參數(shù)是最關(guān)鍵參數(shù)之一。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)踏勘和地質(zhì)資料分析,對(duì)滑坡滑帶參數(shù)在含水條件和天然條件下進(jìn)行反演分析、利用采集的數(shù)據(jù)為學(xué)習(xí)樣本進(jìn)行神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí),對(duì)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)3組數(shù)據(jù)進(jìn)行bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)土樣的c、φ值,并參照已知滑坡滑帶的力學(xué)參數(shù)來綜合確定該滑坡滑帶的力學(xué)參數(shù),為合理治理該滑坡提供依據(jù)。

通過對(duì)某水電站庫區(qū)一大型滑坡的邊界條件、內(nèi)部結(jié)構(gòu)特征、賦存環(huán)境等的詳細(xì)調(diào)查和系統(tǒng)分析,運(yùn)用地質(zhì)歷史的方法和觀點(diǎn),反演論證了該滑坡的生成機(jī)制和演化過程,在此基礎(chǔ)上,計(jì)算了滑坡不同部位在各種情況下的穩(wěn)定性,分析預(yù)測(cè)了其未來的主要破壞方式及可能造成的社會(huì)危害和環(huán)境影響。

運(yùn)用古滑坡體災(zāi)害勘查方法,通過對(duì)古滑坡體工程地質(zhì)環(huán)境條件的分析與論述,從滑坡形成原因、影響因素和機(jī)理分析、滑坡體發(fā)生、發(fā)展趨勢(shì)的預(yù)測(cè)、滑坡體的穩(wěn)定性和危害程度等方面進(jìn)行定性定量的分析評(píng)價(jià)和計(jì)算,闡述了滑坡地質(zhì)災(zāi)害勘查的一般步驟和內(nèi)容,對(duì)同類工作具有借鑒意義。

　魚跳水電站大壩為面板堆石壩,總堆筑量約200×104m3,陡石梯滑坡位于陡石梯人工料場(chǎng)下方的堆料區(qū)與砂石加工系統(tǒng)場(chǎng)地。坡體失穩(wěn)不僅將危及砂石加工系統(tǒng)和堆料區(qū)場(chǎng)地的安全,而且影響場(chǎng)內(nèi)和進(jìn)壩交通,不利于工程的正常施工。文章在滑坡區(qū)工程地質(zhì)勘察的基礎(chǔ)上,針對(duì)該滑坡的具體特點(diǎn),提出了綜合整治措施,并在工程施工、運(yùn)行中經(jīng)受了檢驗(yàn)。

西南某在建的水電站左壩肩在施工期間出現(xiàn)了大量拉裂縫,目前各方對(duì)于拉裂縫的產(chǎn)生機(jī)制有不同認(rèn)識(shí),一種觀點(diǎn)認(rèn)為是由于施工開挖造成拉裂縫所在山體發(fā)生整體變形,另一種觀點(diǎn)認(rèn)為是由于淺表層的局部土體蠕滑引起,還有觀點(diǎn)認(rèn)為是更大范圍的基巖變形所致。本文通過詳細(xì)調(diào)查樞紐區(qū)的地質(zhì)條件、變形破壞特征,并結(jié)合監(jiān)測(cè)和勘探資料,查明了拉裂縫產(chǎn)生的原因及其影響范圍、程度,從而為進(jìn)一步的工程治理提供了堅(jiān)實(shí)依據(jù)。

以西南地區(qū)某大型水電站近壩庫段一古滑坡體為例,在野外調(diào)查基礎(chǔ)上,進(jìn)行了大型原位直剪試驗(yàn)。原位直剪試驗(yàn)中,滑坡土體剪應(yīng)力-位移關(guān)系曲線在經(jīng)過線彈性變化階段、彈塑性變化階段后到達(dá)峰值,但并沒有表現(xiàn)出明顯應(yīng)力下降階段。同時(shí),對(duì)剪切試驗(yàn)結(jié)束后試樣的調(diào)查發(fā)現(xiàn),整個(gè)剪切在剪切面上表現(xiàn)為\"波浪式\"特征。

某水電站5號(hào)施工支洞洞臉邊坡,在支洞開挖過程中發(fā)生了塌滑現(xiàn)象。用flac3d模擬施工平臺(tái)開挖、支洞開挖、降雨等情況下洞臉邊坡的變形過程,并結(jié)合工程地質(zhì)條件分析洞臉邊坡的塌滑機(jī)制。結(jié)果表明:洞臉邊坡塌滑是開挖和降雨綜合作用的結(jié)果。開挖打破了邊坡原有的平衡狀態(tài),邊坡巖土體向臨空側(cè)有較大變形,但因支護(hù)作用邊坡尚能處于穩(wěn)定狀態(tài)；降雨通過改變坡體孔隙水壓力分布和降低巖土體抗剪強(qiáng)度,對(duì)洞臉邊坡有促滑作用。降雨初期洞臉邊坡變形激增,隨著后續(xù)降雨變形量持續(xù)增加直至達(dá)到臨界狀態(tài)進(jìn)而發(fā)生失穩(wěn)塌滑。

水電站滑坡體位于左岸壩軸線下游,距壩下游電站出水口較近,其穩(wěn)定性與否嚴(yán)重影響到引水發(fā)電系統(tǒng)及泄水建筑物的運(yùn)行及安全,需要對(duì)該滑坡體進(jìn)行分析研究及處理。文中主要對(duì)水電站滑坡體設(shè)計(jì)、施工和安全監(jiān)測(cè)方面的技術(shù)措施進(jìn)行描述。

本文以某水電站滑坡為例,簡(jiǎn)述了場(chǎng)地地形地貌特征,對(duì)其極限平衡穩(wěn)定性進(jìn)行多種工況計(jì)算,提出了必要的支護(hù)措施。

中緩傾角裂隙的存在是重要壩肩地質(zhì)缺陷之一,中緩傾角裂隙發(fā)育規(guī)律、成因機(jī)制分析是研究邊坡穩(wěn)定性的重要基礎(chǔ)。通過對(duì)我國西南某大型水電站中緩傾角裂隙空間分布規(guī)律的深入分析,結(jié)合地質(zhì)分析、微觀電鏡掃描和數(shù)值模擬,闡釋了中緩傾角裂隙的成因機(jī)制。結(jié)果表明:(1)河谷間歇性快速下切是中緩傾角裂隙密集帶相間分布的主要形成原因；(2)中緩傾角裂隙的斷裂形式以拉裂和拉剪并存為主,少部分試樣表現(xiàn)為剪切破裂,力學(xué)機(jī)制與河谷下切地質(zhì)演化相對(duì)應(yīng)；(3)如果岸坡內(nèi)存在斷層、巖脈等軟弱帶,若軟弱帶寬度較大,則沿軟弱帶的整體松弛效應(yīng)明顯,而弱化中緩傾角剪應(yīng)變?cè)隽繋У姆植迹?4)若軟弱帶的寬度較小且距坡表距離較小時(shí),一方面除沿軟弱帶傾角方向的應(yīng)變較為集中,另一方面,會(huì)使剪應(yīng)變?cè)隽繋ё云卤碇淋浫鯉У闹芯忢暳严兜募谐潭群蛿?shù)量均有所增加,另外,巖脈間中緩傾角裂隙的密度亦增加。

某水電站工程右岸大型滑坡體處理施工技術(shù)——結(jié)合工程概況，針對(duì)水電站工程右岸發(fā)生的大型滑坡體，對(duì)削坡減載、坡面截水、排水、坡面掛網(wǎng)、噴錨支護(hù)、抗滑樁支擋等多種施工處理方法進(jìn)行了詳細(xì)介紹，以保證該水電站工程的安全使用，為今后處理類似工程的施工提供...

李家峽水電站壩前的ⅰ、ⅱ號(hào)滑坡體一直處于蠕變狀態(tài)，對(duì)電站的安全構(gòu)成很大威脅。ⅰ號(hào)滑坡的變形特征是，在庫水作用的岸邊先蠕滑失穩(wěn)，并進(jìn)一步向上部擴(kuò)展，后誘發(fā)次、主滑面開裂變形、直至整體失穩(wěn)；ⅱ號(hào)滑坡是，中下部淺表層坡體首先蠕滑失穩(wěn)，之后引起中、深部的次滑面開裂、下滑，最后沿主滑面開裂、變形直至整體失穩(wěn)。經(jīng)過采取削頭壓腳、削頭減載措施，使安全系數(shù)提高到基本穩(wěn)定狀態(tài)。