五嘎沖水庫樞紐工程危巖體技術分析與判定

(中國葛洲壩集團第二工程有限公司，成都，610091)

1 工程概況

五嘎沖水庫樞紐工程屬Ⅲ等中型工程，總庫容9912m3，最大壩高108m，主要建筑物包括碾壓混凝土拱壩、表孔溢流道、泄洪放空底孔、取水口、引水隧洞、廠房及灌溉輸水建筑物等。大壩位于隔界河五嘎沖村下游約500m的“S”型轉(zhuǎn)彎中部深切“U”形河谷，左高右低，左岸陡峭，右岸自下至上呈陡-緩-陡地形，樞紐區(qū)右岸裂隙較發(fā)育。

發(fā)現(xiàn)的危巖體位于樞紐下游護坦右岸正上方1272m～1292m高程段，內(nèi)側(cè)被L4裂隙切割且三面臨空，其正下方為護坦及上壩臨時施工道路，上游側(cè)為右壩肩拱肩槽開挖面。根據(jù)現(xiàn)場開挖揭示情況，受NJ1泥化夾層、L4裂隙層面及近水平傾下游順向巖層組合影響，右岸護坦邊墻上部巖體存在不利組合；經(jīng)觀察并對照前期該處巖體L4裂縫發(fā)展情況，經(jīng)2016年汛期基坑過水及可能受臨近爆破影響，巖體裂隙呈發(fā)展趨勢；可基本定性為潛在危巖體。

2 危巖體危害分析

2.1 危巖體風險分析

L4裂隙和L1裂隙之間30m范圍內(nèi)共布設了L1地質(zhì)缺陷處理措施的兩條豎井、三條聯(lián)系平洞、兩條抗剪平洞、兩條施工支洞等9條隧洞(豎井)。根據(jù)觀測到的L4裂隙寬度的發(fā)展變化情況，后期L1處理施工爆破可能將會對該部位巖體的穩(wěn)定性產(chǎn)生一定影響。

通過分析，該潛在危巖體位置較為特殊，且施工期不利及不可控影響因素較多，如不及時采取措施處理，勢必會對緊鄰的各建筑物如護坦、大壩混凝土倉面、臨時施工道路運行等構(gòu)成重大風險。

2.2 危巖體穩(wěn)定情況分析

2.2.1 地質(zhì)情況

潛在危巖體位于樞紐下游護坦右岸樁號護0+015.00～護0+040.00段正上方1272m～1292m高程段之間，長度約25m，高差約20m；底部1272m高程處為NJ1泥化夾層，頂部1292m高程處為軟弱夾層；巖體1272m～1281m高程段近乎直立，1281m～1292m高程段局部倒懸；潛在危巖體三面臨空，上游側(cè)為大壩右岸拱肩槽開挖面，下游側(cè)為一臨時施工開挖面，整個“凸出”巖體厚度約為4m～6m。根據(jù)下游側(cè)臨空面開挖揭示的L4裂隙情況，“凸出”的巖體被內(nèi)側(cè)L4裂隙和底部NJ1泥化夾層切割；L4裂隙在1272m高程以上近乎直立且向內(nèi)側(cè)凹；高程1272m～1280m段裂隙面和NJ1泥化夾層的夾角約70°，NJ1傾角為5°。L4裂隙和NJ1的組合構(gòu)成了巖體的潛在滑裂面。

2.2.2 危巖體類型及級別

依據(jù)《水工設計手冊(第二版)第10卷——邊坡工程與地質(zhì)災害防治》(以下簡稱《邊坡工程與地質(zhì)災害防治》，本危巖體破壞類型為滑塌式和倒塌式。

崩塌體計算斷面面積約110m3，順河向長25m，總崩塌體方量約2750m3，小于10000m3，根據(jù)《邊坡工程與地質(zhì)災害防治》，本崩塌體為小型。

2.3 危巖體穩(wěn)定性分析與計算

根據(jù)《邊坡工程與地質(zhì)災害防治》“潛在危巖體穩(wěn)定性計算所采用的工況和荷載組合”，本工程潛在危巖體穩(wěn)定計算分別考慮了原始條件和現(xiàn)狀條件(施工干擾)下天然工況、天然+暴雨工況、天然+地震工況、天然+爆破工況時滑塌式失穩(wěn)和倒塌式失穩(wěn)兩種破壞模式下的穩(wěn)定性系數(shù)，計算參數(shù)如下：

滑裂面粘聚力c=0，內(nèi)摩擦角φ=30°，tanφ=0.58；地震動加速度取0.05g，爆破震動加速度取0.15g；對于L4裂隙面的貫通率原始條件下取0.5，現(xiàn)狀條件下取1.0。

圖1 穩(wěn)定計算簡圖

分別對原始條件下穩(wěn)定安全系數(shù)、現(xiàn)狀條件下加固前和加固后穩(wěn)定安全系數(shù)對比進行取值。

根據(jù)《邊坡工程與地質(zhì)災害防治》“崩塌穩(wěn)定性分級評價指標表”，結(jié)合本次穩(wěn)定計算結(jié)果可得到如下結(jié)論：

表1 原始條件下穩(wěn)定安全系數(shù)

表2現(xiàn)狀條件下加固前和加固后安全系數(shù)對比

計算工況滑塌式失穩(wěn)倒塌式失穩(wěn)滑塌式失穩(wěn)(加錨索)倒塌式失穩(wěn)(加錨索)備 注天然1.636.243.4014.77L4裂隙貫通率1.0天然+暴雨0.871.561.913.69天然+地震1.431.313.003.11地振動加速度0.05g天然+爆破1.141.002.422.37爆破振動加速度0.15g

(1)原始條件下巖體處于穩(wěn)定狀態(tài)；

(2)由于2016年汛期基坑過水導致底滑面和部分側(cè)滑面泡水，對滑裂面層面參數(shù)產(chǎn)生一定影響，根據(jù)分析計算，臨近施工爆破可能使得滑裂面開裂、延伸造成裂隙連通率增加，暴雨工況下水壓力增加，安全系數(shù)降低較多；

(3)穩(wěn)定復核計算中，分別按現(xiàn)狀條件危巖體側(cè)滑面的連通率為0.5和1.0；天然+地震工況下振動加速度取0.05g，地震烈度為VI度時地震動峰值加速度；天然+爆破工況下振動加速度取0.15g，相當于地震烈度為Ⅶ度。

綜合分析，現(xiàn)狀條件下危巖體處于潛在不穩(wěn)定狀態(tài)。

3 結(jié)語

通過對潛在危巖體的綜合技術分析，判定出該危巖體處于潛在不穩(wěn)定狀態(tài)，從而及時、合理、有針對性地組織開展了后期的處置施工，成功保障了五嘎沖水庫工程樞紐區(qū)的順利施工，起到防患于未然的目的。