超高拱壩拱座及抗力體抗滑穩(wěn)定研究

摘要：以超高拱壩拱座及抗力體抗滑穩(wěn)定中主要工程地質(zhì)問題為研究重點(diǎn)，總結(jié)研究了二灘、錦屏一級(jí)、溪洛渡、大崗山、拉西瓦、小灣等水電站特高拱壩左右岸抗滑穩(wěn)定條件、底滑面及側(cè)滑面和滑移組合模式分析、結(jié)構(gòu)面參數(shù)取值、抗力體地質(zhì)缺陷分析及處理、地下水及巖體滲透性影響。針對上述特高拱壩的抗力體及拱座地質(zhì)缺陷，歸納總結(jié)了抗滑穩(wěn)定分析評價(jià)方法、結(jié)論及其處理經(jīng)驗(yàn)。相關(guān)經(jīng)驗(yàn)可為今后類似工程提供可借鑒的技術(shù)依據(jù)。

關(guān) 鍵 詞：抗滑穩(wěn)定; 拱座; 抗力體; 巖體滲透性; 地質(zhì)缺陷; 超高拱壩

1 研究背景

拱座及抗力巖體抗滑穩(wěn)定研究是拱壩穩(wěn)定研究的核心內(nèi)容，拱壩所受強(qiáng)大推力均通過拱座及兩岸抗力體承受。以往經(jīng)驗(yàn)表明，絕大多數(shù)拱壩失事均因?yàn)楣白鶐r體失穩(wěn)或變形過大造成[1-2]，如法國的馬爾馬賽拱壩失事（造成500余人死亡失蹤）就是由于左岸抗力體失穩(wěn)造成的[3]。因此查明拱座及兩岸抗力體地質(zhì)條件、判斷其滑移模式，確定控制性滑移結(jié)構(gòu)面物理力學(xué)參數(shù)，查明抗力體地質(zhì)缺陷并提出可能的處理方式等對特高拱壩顯得非常重要。

拱壩一般以其造價(jià)經(jīng)濟(jì)而聞名，但這要建立在兩岸拱座及抗力體穩(wěn)定的基礎(chǔ)上。拱座及抗力體的抗滑穩(wěn)定與拱壩兩岸嵌深有關(guān)，也影響電站的經(jīng)濟(jì)性。如果拱壩嵌深過大，雖然其抗滑穩(wěn)定性滿足要求，但會(huì)明顯不經(jīng)濟(jì)，對高地應(yīng)力區(qū)開挖過大還會(huì)對建基面巖體造成一定損傷。如拱座嵌深不足，則抗滑穩(wěn)定可能不滿足要求，可能失穩(wěn)，甚至產(chǎn)生巨大的災(zāi)難。特高拱壩（壩高超過200 m[4]）一旦失事，其災(zāi)難更大。因此對拱座及抗力體進(jìn)行抗滑穩(wěn)定研究非常必要，也意義重大，事關(guān)拱壩安全、穩(wěn)定及經(jīng)濟(jì)性。

本文以主要工程地質(zhì)問題為研究重點(diǎn)，研究二灘、錦屏一級(jí)、溪洛渡、大崗山、拉西瓦、小灣等水電站特高拱壩左右岸抗滑穩(wěn)定條件、底滑面及側(cè)滑面和滑移組合模式、滑面連通率分析及參數(shù)取值研究、抗力體地質(zhì)缺陷分析及處理、地下水及巖體滲透性等問題，總結(jié)拱座及其抗力體抗滑穩(wěn)定分析、研究及處理經(jīng)驗(yàn)，為今后類似工程提供可借鑒的技術(shù)依據(jù)。

2 抗滑穩(wěn)定地質(zhì)條件研究

本文主要研究現(xiàn)有已建成的一些特高拱壩結(jié)構(gòu)面及其組合、抗滑穩(wěn)定條件等，主要包括側(cè)裂面（側(cè)滑面）、底滑面、上游拉裂面及臨空面條件。

2.1 臨空面條件分析

抗滑穩(wěn)定分析中，臨空面條件一般為地形地貌條件，同時(shí)也考慮構(gòu)造條件，即橫河向或與大壩推力方向大角度相交的陡傾角構(gòu)造破碎帶、裂隙密集帶、卸荷拉裂帶、軟弱巖層（帶）以及喀斯特洞穴、礦洞等可視為臨空面[5]。上述六大特高拱壩水電站臨空面條件情況如下。

（1） 二灘水電站。河谷狹窄，兩岸山高300～400 m。左岸壩肩岸坡坡度在25°～40°，除Ⅸ線以下有中灘溝外，山體渾厚，地形完整。右岸壩肩山體雄厚，地面坡度35°～45°[6]?；緷M足標(biāo)準(zhǔn)要求。

（2） 錦屏一級(jí)水電站。河道順直而狹窄，壩區(qū)兩岸山體雄厚，谷坡陡峻，基巖裸露，相對高差千余米，為典型的深切“V”型谷。地貌上右岸呈陡緩相間的臺(tái)階狀，下游無深大溝谷切割。右岸左岸無大的深切沖溝，1 820～1 900 m高程以下大理巖出露段，地形完整，坡度55°～70°;以上砂板巖出露段坡度35°～45°;河床谷底基巖面平緩傾下游[7]。兩岸地形狹窄、順直，兩岸拱座及下游抗力體部位無深大溝谷切割，河床基巖面平緩，基本滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。

（3） 溪洛渡水電站。壩址區(qū)河道順直，兩岸山體陡峻雄厚。河谷斷面呈較對稱的“U”型，谷底較寬闊平緩。壩區(qū)除上游豆沙溪溝、下游溪洛渡溝切割以外，峽谷地形完整，無溝谷切割 [8]?；緷M足標(biāo)準(zhǔn)要求，兩岸較對稱，山體雄厚，地形較完整。

（4） 大崗山水電站。河道較順直、狹窄，兩岸谷坡陡峻，坡高約600 m。地形為典型的“V”型谷，山體雄厚，僅左岸Ⅲ線下游發(fā)育兩條淺溝，無深切溝[9]?；緷M足標(biāo)準(zhǔn)要求，但兩岸地形不完全對稱。

（5） 小灣水電站。河谷兩岸地形陡竣，基本呈“V”型，峰谷高差大于1 000 m，兩岸山體雄厚;高程1 600 m以下兩岸平均坡約40°，局部成陡崖，1 600 m以上地形逐漸變緩，平均坡度30°。兩岸橫向沖溝發(fā)育，呈溝梁相間地貌形態(tài)。高程1 130 m向上，特別是高程1 210 m以上地段，由于③號(hào)山梁下游的豹子洞溝深切，壩后地形相對較單薄。河床部位無對壩基抗滑穩(wěn)定不利的大陡坎?？辈熘羞€考慮了下游近EW向斷層（如左岸的f19、f12、F11等，右岸的F11、F10、F5等）被壓縮變形而作為臨空面的影響[10]。以上地質(zhì)條件基本滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。左岸1 130 m以上受龍?zhí)陡蓽霞阿芴?hào)山梁卸荷巖體影響，對抗滑穩(wěn)定不利，采取推力墩解決。

（6） 拉西瓦水電站。河谷狹窄、岸坡陡竣，兩岸基本對稱。左壩肩2 400 m高程以下為60°～65°左右陡坡，其中2 270～2 290 m高程段為坡積覆蓋的40°左右緩坡，2 400 m高程以上為45°～50°基巖岸坡。右壩肩2 360 m高程以下岸坡近70°～80°，2 360～2 460 m段呈陡緩相間臺(tái)階狀[11-12]。地質(zhì)條件基本滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。

在相關(guān)規(guī)范中，如DL/T 5414-2009《水電水利工程壩址工程地質(zhì)勘察技術(shù)規(guī)程》[5]第8.1.1條第2款規(guī)定：“混凝土拱壩壩基應(yīng)滿足下列要求：河谷地形狹窄、順直且兩岸對稱，河床上、下游一定范圍內(nèi)基巖面高差不宜過大，兩岸拱座下游抗力體部位無深大溝谷切割和軟弱巖帶分布，以保證壩體和地基接觸面的形態(tài)適宜，避免不利的應(yīng)力分布?！?/p>

2.2 抗力體結(jié)構(gòu)面滑移組合分析

滑移組合分析中主要包括側(cè)裂面（側(cè)滑面）、底滑面、上游拉裂面及臨空面。其中上游拉裂面大部分均假定存在，在有些電站（拉西瓦、小灣電站）也專門分析了上游拉裂面的情況。

現(xiàn)將六大特高拱壩拱座及抗力體抗滑組合模式及抗滑穩(wěn)定評價(jià)如下。

（1） 二灘水電站。左右岸結(jié)構(gòu)面短小、分散，連續(xù)性差，不構(gòu)成連續(xù)的滑移底界面，為非確定性底滑面。左右岸結(jié)構(gòu)面短小、分散，連續(xù)性差，不構(gòu)成連續(xù)的控制性側(cè)滑面，為非確定性側(cè)滑面。底滑面、側(cè)滑面均為非確定性結(jié)構(gòu)面，大壩抗力體抗滑穩(wěn)定條件好。

（2） 小灣水電站。順坡向中緩傾角節(jié)理為底滑面，均為非確定性底滑面。以近SN向的各陡傾角破裂結(jié)構(gòu)面、蝕變巖帶為側(cè)滑面，左岸以E8、f30與F20組成的綜合軟弱巖帶和f64-1斷層為代表，右岸以E4與E5組成的條帶和f7-1斷層為代表。總體抗滑穩(wěn)定條件較好。左岸高程1 130 m向上，受龍?zhí)陡蓽锨懈钣绊?，對抗滑穩(wěn)定不利，通過設(shè)置推力墩解決。

（3） 拉西瓦水電站。左岸以Hf3、Hf7、Hf6等緩傾結(jié)構(gòu)面為底滑面，右岸以Hf8、Hf10、HL32等緩傾結(jié)構(gòu)面為底滑面，均為確定性結(jié)構(gòu)面。左岸側(cè)滑面主要為NW組裂隙，右岸主要為NE組裂隙，無確定性的較大斷裂或弱面構(gòu)成側(cè)向切割面，對壩肩巖體的抗滑穩(wěn)定有利。底滑面為確定性，側(cè)滑面為非確定性結(jié)構(gòu)面，總體抗滑穩(wěn)定條件較好。其中2 400 m高程以上以Hf7為底滑面、F319為上游拉裂面、F201、NW向陡傾裂隙面為側(cè)滑面的塊體穩(wěn)定安全度不足，為此采取專門的置換、錨固等綜合處理措施。

（4） 錦屏一級(jí)水電站。左岸地層層面傾坡內(nèi)，與層面產(chǎn)狀近一致的斷層、錯(cuò)動(dòng)帶較發(fā)育，構(gòu)成確定性底滑面，主要有傾向坡里偏上游的f2斷層。

總體產(chǎn)狀傾向坡外偏下游、傾角25°～40°的含順層綠片巖透鏡體的層面裂隙構(gòu)成了右岸抗滑穩(wěn)定控制性底滑面，屬不確定性底滑面。

第7期? ?胡金山：超高拱壩拱座及抗力體抗滑穩(wěn)定研究? ? 人 民 長 江2019年 左岸控制性側(cè)滑面為f5斷層及煌斑巖脈（X），為確定性側(cè)滑面且在下游剪出。右岸側(cè)滑面的主要有貫穿抗力體、陡傾山里的f13、f14斷層和陡傾山里的近SN向裂隙，前者為確定性側(cè)向切割面，后者為不確定性側(cè)向切割面。其中f13、f14斷層陡傾山里，往下游延伸在抗力體中逐漸往山里偏轉(zhuǎn)。因此需與SN向陡傾角裂隙組成雙側(cè)滑面組合才能剪出。而SN向陡傾角裂隙在右岸為非優(yōu)勢裂隙，不能構(gòu)成右岸壩肩抗滑穩(wěn)定計(jì)算中的確定性側(cè)裂面。

左岸控制性滑塊組合為陡傾坡外的f5斷層及煌斑巖脈（X）與中傾坡內(nèi)的f2斷層的組合。左岸側(cè)裂面、底滑面均為確定性滑面，且側(cè)滑面在下游剪出，但由于f2斷層呈舒緩波狀起伏，傾向山里偏上游，構(gòu)成的滑動(dòng)塊體對穩(wěn)定有利，經(jīng)抗滑穩(wěn)定計(jì)算滿足規(guī)范要求。

右岸壩肩抗滑穩(wěn)定的可能滑移塊體組合包括f13、f14斷層作為確定性側(cè)裂面與第4層大理巖層面組合，下游切出面為近SN向裂隙的組合。右岸側(cè)裂面為雙滑面，其中斷層為確定性滑面且向山里偏轉(zhuǎn)，而裂隙為非確定性側(cè)裂面，加之底滑面也為非確定性，宏觀判斷右岸抗滑穩(wěn)定條件較好。

（5） 溪洛渡水電站。底滑面主要為緩傾的層間和層內(nèi)錯(cuò)動(dòng)帶，均為確定性底滑面。

側(cè)滑面無特定的軟弱結(jié)構(gòu)面分布，由隨機(jī)分布的短小陡傾裂隙組成，均為非確定性側(cè)滑面。

總體抗滑穩(wěn)定條件較好，產(chǎn)生大塊體滑移的可能性較小。而沿錯(cuò)動(dòng)帶之間在淺表部位產(chǎn)生小塊體或階梯狀滑移的可能性較大。

（6） 大崗山水電站。左岸抗力體構(gòu)成底滑面邊界的結(jié)構(gòu)面主要有f145、f54、fj566、fj589等緩傾坡外的斷層和第⑥組緩傾角裂隙，其中斷層為確定性滑面。構(gòu)成右岸抗力體底滑面邊界的結(jié)構(gòu)面主要有f231、f126、fj838、XL302-7（f）等中傾坡外斷層，為確定性底滑面。

左壩肩抗滑穩(wěn)定的側(cè)向切割面（側(cè)滑面）主要有與岸坡近平行陡傾坡外并向山內(nèi)延伸的β21、β28、β41（f46）、β93等斷層、巖脈，與岸坡斜交陡傾的β118、f99等巖脈、斷層，第④組近EW向裂隙。

控制右岸抗力體抗滑穩(wěn)定的側(cè)向切割面（側(cè)裂面）主要有β4（f5）、β85、β62（f19）、β83（f90）、β68（f47）、β71（f77）、β110、β16、β43、β8（f7）等巖脈、斷層，傾向坡里偏下游，多在下游出露，對抗滑穩(wěn)定不利。為確定性側(cè)滑面 左岸控制性整體穩(wěn)定主要由裂隙③、β21、β28等作為側(cè)滑面，f54、f100以及裂隙⑥作為底滑面，裂隙④作為下游陡面形成的兩陡一緩塊體;裂隙④作為側(cè)滑面，f145、f54、f100以及裂隙⑥作為底滑面形成的一陡一緩塊體。所有控制性組合中均包括裂隙等不確定性的結(jié)構(gòu)面，總體來說，左岸抗力體抗滑穩(wěn)定條件較好。鑒于β21輝綠巖脈在壩基中下部出露，性狀較差，且延伸至左岸抗力體，對β21輝綠巖脈采取混凝土置換網(wǎng)格及加深固結(jié)灌漿處理。

對右岸壩肩穩(wěn)定有影響的結(jié)構(gòu)面有：β4、β62、β68、β83、β85和f231。右岸整體穩(wěn)定主要由f231、β4、裂隙①、裂隙⑤等作為側(cè)滑面，裂隙⑥作為底滑面，形成的一陡一緩塊體。右岸控制性底滑面為非確定性結(jié)構(gòu)面，總體抗滑穩(wěn)定條件較好。

對β43、β8輝綠巖脈采取混凝土置換網(wǎng)格及加深固結(jié)灌漿處理，并在右岸抗力體采取系統(tǒng)錨索支護(hù)，剖面上錨索穿過了f231斷層等結(jié)構(gòu)面。

由上述描述可知，構(gòu)成底滑面的結(jié)構(gòu)面有順坡向中緩傾角節(jié)理、中緩傾角的斷層和錯(cuò)動(dòng)帶及軟弱巖帶等。一般中緩傾角節(jié)理、裂隙連通率相對較低，對底滑面不起控制作用，拱座巖體中緩傾角反傾及傾坡外斷裂、錯(cuò)動(dòng)帶及軟弱巖帶（如綠片巖、蝕變巖帶等）對底滑面起控制作用。因此應(yīng)重點(diǎn)查明中緩傾角反傾及傾坡外斷裂、錯(cuò)動(dòng)帶及軟弱巖帶（如綠片巖、蝕變巖帶等）。當(dāng)不存在連續(xù)性較好的中緩傾角的反傾及傾坡外結(jié)構(gòu)面時(shí)有利于大壩抗滑穩(wěn)定。

構(gòu)成側(cè)滑面的結(jié)構(gòu)面主要有與坡面小角度相交的陡傾裂隙、陡傾斷層和錯(cuò)動(dòng)帶、陡傾軟弱巖帶。當(dāng)陡傾斷層和錯(cuò)動(dòng)帶、陡傾軟弱巖帶長大且在抗力體下游剪出時(shí)為確定性側(cè)滑面，對抗滑穩(wěn)定不利;當(dāng)它們未在下游剪出時(shí)，即往山內(nèi)延伸時(shí)則需與其它結(jié)構(gòu)面組成雙側(cè)滑面組合才能對抗滑穩(wěn)定不利。陡傾裂隙為非確定性側(cè)滑面，一般不會(huì)構(gòu)成起控制性作用的側(cè)滑面。

抗滑穩(wěn)定組合分析表明，在壩址選擇中，應(yīng)避開側(cè)裂面及底滑面均為長大軟弱結(jié)構(gòu)面的確定性組合模式。如果不能完全避免則需采取工程處理措施。六大特高拱壩拱座及抗力體抗滑組合模式均未出現(xiàn)側(cè)裂面及底滑面都為長大軟弱結(jié)構(gòu)面且有利于下游剪出的最不利組合，整體抗滑穩(wěn)定條件均滿足要求。其中二灘電站底滑面及側(cè)滑面均為非確定性結(jié)構(gòu)面;小灣電站底滑面為非確定性，側(cè)滑面為確定性結(jié)構(gòu)面;拉西瓦、溪洛渡電站底滑面為確定性，側(cè)滑面為非確定性結(jié)構(gòu)面。錦屏一級(jí)右岸雙側(cè)裂面組合中一個(gè)為確定性，另一個(gè)為非確定性，底滑面為非確定性;錦屏一級(jí)左岸側(cè)裂面、底滑面均為確定性滑面，且側(cè)滑面在下游剪出，但由于左岸側(cè)裂面f2斷層呈舒緩波狀起伏，傾向山里偏上游，構(gòu)成的滑動(dòng)塊體對穩(wěn)定有利，經(jīng)抗滑穩(wěn)定計(jì)算滿足規(guī)范要求。大崗山左岸控制性整體穩(wěn)定主要由裂隙③、β21、β28等作為側(cè)滑面，f54、f100以及裂隙⑥作為底滑面，裂隙④作為下游陡面形成的兩陡一緩塊體;裂隙④作為側(cè)滑面，f145、f54、f100以及裂隙⑥作為底滑面形成的一陡一緩塊體。所有控制性組合中均包括裂隙等不確定性的結(jié)構(gòu)面，總體來說，左岸抗力體抗滑穩(wěn)定條件較好。右岸整體穩(wěn)定主要由f231、β4、裂隙①、裂隙⑤等作為側(cè)滑面，裂隙⑥作為底滑面，形成的一陡一緩塊體。右岸控制性底滑面為非確定性結(jié)構(gòu)面，總體抗滑穩(wěn)定條件較好。

應(yīng)當(dāng)指出的是，六大特高拱壩中，有少量工程抗力體及拱座抗滑穩(wěn)定計(jì)算用剛體極平衡法滿足不了規(guī)范要求。如錦屏一級(jí)右岸、大崗山左岸L5組合（裂隙③+f145+裂隙④）及右岸R2組合（f231+裂隙⑥高）組合安全系數(shù)略小于控制標(biāo)準(zhǔn)。究其原因?yàn)槲纯紤]連通率較低裂隙的側(cè)向阻滑力作用;但剛體彈簧元法、非線性有限元分析成果、整體穩(wěn)定地質(zhì)分析及地質(zhì)力學(xué)模型試驗(yàn)成果均表明上述組合滿足抗滑穩(wěn)定要求，并具有較好的整體安全度。因此應(yīng)從地質(zhì)因素、多種方法計(jì)算成果及地質(zhì)力學(xué)模型成果綜合判斷拱座及抗力體的抗滑穩(wěn)定性。

2.3 結(jié)構(gòu)面參數(shù)取值研究

上述六大特高拱壩均對結(jié)構(gòu)面進(jìn)行了分類，通過試驗(yàn)及工程地質(zhì)類比，均提出了結(jié)構(gòu)面參數(shù)地質(zhì)建議值。二灘水電站、小灣水電站根據(jù)所在巖體質(zhì)量級(jí)別分別提出地質(zhì)建議參數(shù)。其它電站主要根據(jù)結(jié)構(gòu)面性狀進(jìn)行參數(shù)取值，在規(guī)范基礎(chǔ)上更進(jìn)一步細(xì)化，主要對巖塊巖屑型及巖屑夾泥型進(jìn)行細(xì)化。結(jié)構(gòu)面分類見表1。根據(jù)六大特高拱壩資料，可將結(jié)構(gòu)面分為九大類型，其中剛性結(jié)構(gòu)面增加“張開無充填的結(jié)構(gòu)面”;巖塊巖屑分為“巖塊型”及“巖塊巖屑型”;巖屑夾泥型細(xì)分為“局部夾泥型”和“含泥型”。將六大特高拱壩結(jié)構(gòu)面分類及參數(shù)取值經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行歸納總結(jié)，提出其力學(xué)參數(shù)建議值見表2，可供今后類似工程借鑒。

3 地下水滲流對抗滑穩(wěn)定影響

拱壩蓄水后，下游抗力體地下水位或多或少會(huì)抬高，產(chǎn)生揚(yáng)壓力，對大壩抗滑穩(wěn)定不利。同時(shí)應(yīng)防止抗力體內(nèi)控制抗滑穩(wěn)定的軟弱結(jié)構(gòu)面產(chǎn)生滲透變形及滲透破壞。前者需設(shè)置抗力體排水系統(tǒng)（主要是排水平洞及排水孔），后者則需設(shè)置防滲斜井混凝土置換。

比如，錦屏一級(jí)水電站在高程1 829.0，1 785.0，1 730.0，1 670.0 m和1 618.0 m，左岸抗力體內(nèi)分別布置了23條排水平洞，右岸抗力體內(nèi)分別設(shè)置4排橫向排水平洞和4列縱向排水平洞。

錦屏一級(jí)水電站針對左岸f5斷層、煌斑巖脈和右岸的f13斷層、f14斷層在帷幕線上設(shè)置防滲斜井混凝土置換，在斜井的開挖過程中進(jìn)行了全程地質(zhì)跟蹤，確保了斷層破碎帶及影響帶、煌斑巖脈及其兩側(cè)影響帶全部挖除。

4 抗力體地質(zhì)缺陷分析及處理總結(jié)

DL/T 5414-2009《水電水利工程壩址工程地質(zhì)勘察技術(shù)規(guī)程》[5]第9章指出：對于壩基及抗力體范圍內(nèi)的斷層破碎帶、軟弱夾層、巖脈及蝕變帶、拉裂松弛巖體、喀斯特洞穴、礦洞等，應(yīng)根據(jù)其所在部位、產(chǎn)狀、寬度、組成物質(zhì)及有關(guān)試驗(yàn)資料，分析研究其對壩體和地基應(yīng)力、變形、穩(wěn)定、滲漏的影響，結(jié)合施工條件確定專門處理的方法，并對處理效果進(jìn)行評價(jià)。上述六大特高拱壩均進(jìn)行抗力體地質(zhì)缺陷處理，主要包括置換、固結(jié)灌漿及化學(xué)灌漿、抗剪傳力洞、推力墩、抗力體錨索加固等。抗力體內(nèi)影響抗滑穩(wěn)定的地質(zhì)缺陷類型主要包括對拱壩抗滑、變形穩(wěn)定影響較大的軟弱巖帶，這些軟弱巖帶主要包括Ⅲ級(jí)斷層、Ⅳ級(jí)斷層、錯(cuò)動(dòng)帶、蝕變巖體、軟弱巖層、風(fēng)化卸荷巖體及風(fēng)化夾層等，少量為地形缺陷，如局部深切溝谷地形等。對抗滑穩(wěn)定條件差、較差，或存在確定性底滑面、側(cè)滑面的抗力體，一般需對抗力體地質(zhì)缺陷進(jìn)行專門處理，或可結(jié)合建基面開挖驗(yàn)收，僅在壩基內(nèi)處理地質(zhì)缺陷。

對六大特高拱壩抗力體地質(zhì)缺陷類型及處理措施總結(jié)如下。

（1） 二灘水電站、拉西瓦水電站、溪洛渡水電站不存在“一陡一緩”確定性滑移組合，抗滑穩(wěn)定條件較好，施工中僅對壩基中地質(zhì)缺陷進(jìn)行處理，達(dá)到特高拱壩建基面驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)即可，未在壩基范圍外抗力體中進(jìn)行專門處理。

（2） 針對抗滑穩(wěn)定滿足要求，滑塊組合中存在確定性軟弱結(jié)構(gòu)面的抗力體，為增加抗滑安全裕度，對確定性軟弱結(jié)構(gòu)面一般均進(jìn)行了混凝土網(wǎng)格置換、灌漿（包括固結(jié)灌漿和化學(xué)灌漿）。如對錦屏一級(jí)水電站左岸高高程抗力體內(nèi)f5（f8）斷層、煌斑巖脈采用混凝土網(wǎng)格進(jìn)行局部置換，除了增加大壩變形穩(wěn)定能力以外，還增加大壩抗滑穩(wěn)定安全裕度。右岸f14斷層距離壩肩較近，對f14斷層在1 785，1 730，1 687 m三個(gè)高程布置了混凝土置換平洞及斜井的網(wǎng)格系統(tǒng)，同時(shí)，順f14斷層面加密固結(jié)灌漿。大崗山電站左岸對側(cè)滑面β21輝綠巖脈采取混凝土置換網(wǎng)格及加深固結(jié)灌漿處理，右岸結(jié)合建基巖體地質(zhì)缺陷處理對β43、β8輝綠巖脈采取混凝土置換網(wǎng)格及加深固結(jié)灌漿處理。小灣電站底滑面為非確定性，側(cè)滑面為確定性結(jié)構(gòu)面，總體抗滑穩(wěn)定條件較好，對確定性側(cè)滑面如F11、F10、f12、f10、f11、f34、f64-1、E5、E4、E1、E9、E8等軟弱巖帶進(jìn)行開挖洞塞及混凝土置換并固結(jié)灌漿處理。

（3） 針對抗滑穩(wěn)定安全裕度不大的滑移組合，有針對性地在下游抗力體采取錨索加固處理，提高了抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)。如大崗山電站左岸針對抗滑穩(wěn)定安全裕度不大的“裂隙③+f145+裂隙④”塊體、“f99+f54”塊體，同時(shí)兼顧β21作為側(cè)滑面組成的塊體進(jìn)行了系統(tǒng)錨索加固;右岸針壩肩抗滑穩(wěn)定安全裕度不大的塊體，如主要由f231為側(cè)滑面組成的一陡一緩塊體、f231為中滑面組成的一陡一中一緩塊體在下游抗力體中進(jìn)行了系統(tǒng)錨索加固處理。錦屏一級(jí)電站加強(qiáng)了可能滑塊剪出口邊界的鎖固：① 結(jié)合邊坡穩(wěn)定加固措施，在左岸抗力體f2、f5及煌斑巖脈剪出口附近布置系統(tǒng)錨索;② 在錨索能穿過f14斷層的部位布置300 t、長度主要為75，80，85 m的錨索，以增強(qiáng)右岸壩肩的穩(wěn)定性;③ 右岸壩肩可能滑塊剪出口區(qū)域主要是第4層大理巖出露區(qū)域，在該區(qū)域布置了間排距6，10 m，噸位200 t的系統(tǒng)錨索。

（4） 加強(qiáng)壩基防滲排水設(shè)計(jì)，增加抗力體穩(wěn)定。在帷幕灌漿線上對軟弱結(jié)構(gòu)面防滲處理加強(qiáng)，特別是與庫水直接連通斷層、軟弱結(jié)構(gòu)面等。同時(shí)將抗力體排水幕向山內(nèi)延深，如錦屏一級(jí)水電站左岸抗力體排水幕伸入拱座山體長度為600 m，右岸排水幕穿過f13、f14斷層，以克服f13、f14斷層的相對隔水影響，不致造成壩肩有害的滲壓。

（5） 錦屏一級(jí)水電站左岸高高程左岸抗力體范圍內(nèi)發(fā)育抗變形能力差的f5、f8斷層、煌斑巖脈、深部裂縫、層間擠壓錯(cuò)動(dòng)帶等地質(zhì)缺陷，巖體級(jí)別為Ⅳ2級(jí)，對此設(shè)計(jì)方在壩基上設(shè)置了拱座，并布置了傳力洞，將拱推力傳至煌斑巖脈以里的Ⅲ1類巖體，以解決左岸壩肩傳力問題，從而增加大壩抗滑穩(wěn)定能力。

總體來說，查明抗力體抗滑穩(wěn)定地質(zhì)條件非常重要，尤其是查明抗力體地質(zhì)缺陷類型、力學(xué)性能及滑移組合模式?？够€(wěn)定安全裕度不大的抗力體，需進(jìn)行專門處理。6個(gè)特高拱壩的實(shí)踐表明，目前抗力體巖體利用已超出現(xiàn)有規(guī)范，錦屏一級(jí)水電站高高程已局部利用了Ⅳ2級(jí)巖體，小灣電站左岸局部深切溝也已通過推力墩及固結(jié)灌漿得到解決。

5 結(jié)論及建議

拱座及抗力體抗滑穩(wěn)定作為大壩穩(wěn)定最重要的方面，與其兩岸地形地貌、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、巖體及結(jié)構(gòu)面物理力學(xué)性能及滲透性能有關(guān)，也與拱端推力大小及方向有關(guān)。在6個(gè)特高拱壩實(shí)踐基礎(chǔ)上，主要經(jīng)驗(yàn)總結(jié)如下。

（1） 從6個(gè)特高拱壩看，基本做到了河道順直、河谷狹窄、山體雄厚，抗力體無深切沖溝;個(gè)別電站上部存在較深沖溝，如小灣電站左岸受龍?zhí)陡蓽霞阿芴?hào)山梁卸荷巖體影響，對抗滑穩(wěn)定不利，采取推力墩解決。

（2） 在壩址選擇中，應(yīng)避開側(cè)裂面及底滑面都為長大軟弱結(jié)構(gòu)面的確定性組合模式。如果不能完全避免時(shí)則需采取工程處理措施。六大特高拱壩拱座及抗力體整體均未出現(xiàn)側(cè)裂面及底滑面都為長大軟弱結(jié)構(gòu)面且有利于下游剪出的最不利組合，整體抗滑穩(wěn)定條件均滿足要求。其中二灘電站底滑面及側(cè)滑面均為非確定性結(jié)構(gòu)面;小灣電站、拉西瓦、溪洛渡、大崗山電站、錦屏一級(jí)右岸等或底滑面或側(cè)滑面為非確定性結(jié)構(gòu)面;錦屏一級(jí)電站左岸側(cè)裂面、底滑面均為確定性滑面，且側(cè)滑面在下游剪出，但側(cè)裂面f2斷層傾向山里偏上游，對穩(wěn)定有利，經(jīng)抗滑穩(wěn)定計(jì)算滿足規(guī)范要求。

（3） 應(yīng)從地質(zhì)因素、多種方法計(jì)算成果及地質(zhì)力學(xué)模型成果綜合判斷拱座及抗力體的抗滑穩(wěn)定性。如六大特高拱壩中，有少量工程抗力體及拱座抗滑穩(wěn)定計(jì)算采用剛體極限平衡法滿足不了規(guī)范要求，而剛體彈簧元法、非線性有限元分析成果和整體穩(wěn)定地質(zhì)分析及地質(zhì)力學(xué)模型試驗(yàn)成果表明能滿足抗滑穩(wěn)定，并具有較好的整體安全度，所以綜合判定抗滑穩(wěn)定仍滿足要求。

（4） 六大特高拱壩工程結(jié)構(gòu)面參數(shù)取值根據(jù)結(jié)構(gòu)面及巖體工程地質(zhì)特征、現(xiàn)場力學(xué)試驗(yàn)及工程地質(zhì)類比綜合確定。其中二灘水電站巖體中無優(yōu)勢裂隙，組數(shù)多且短小，原位試件剪切面中結(jié)構(gòu)面和結(jié)構(gòu)體的性質(zhì)與宏觀節(jié)理、裂隙一致，巖體的剪切破壞較為真實(shí)地反映了巖體的破壞機(jī)理，采用優(yōu)定斜率法確定巖體綜合抗剪強(qiáng)度，未單獨(dú)考慮連通率的影響。其它電站考慮結(jié)構(gòu)面連通率+巖橋進(jìn)行參數(shù)取值，結(jié)構(gòu)面力學(xué)參數(shù)根據(jù)結(jié)構(gòu)面工程地質(zhì)特征、現(xiàn)場試驗(yàn)，采用優(yōu)定斜率法的下限值作為凝聚力的標(biāo)準(zhǔn)值。在使用中充分考慮地質(zhì)代表性、地質(zhì)條件及工程類比，提出地質(zhì)建議值。

在規(guī)范基礎(chǔ)上將巖塊巖屑型及巖屑夾泥型進(jìn)行細(xì)化，將結(jié)構(gòu)面分為九大類型，其中剛性結(jié)構(gòu)面增加“張開無充填的結(jié)構(gòu)面”，巖塊巖屑分為“巖塊型”及“巖塊巖屑型”，巖屑夾泥型細(xì)分為“局部夾泥型”和“含泥型”，并相應(yīng)地歸納了結(jié)構(gòu)面力學(xué)參數(shù)建議值。

（5） 抗力體內(nèi)影響抗滑穩(wěn)定的地質(zhì)缺陷類型主要包括對拱壩抗滑、變形穩(wěn)定影響較大的軟弱巖帶，這些軟弱巖帶主要包括Ⅲ級(jí)斷層、Ⅳ級(jí)斷層、錯(cuò)動(dòng)帶、蝕變巖體、軟弱巖層、風(fēng)化卸荷巖體及風(fēng)化夾層等，少量為地形缺陷，如局部深切溝谷地形等。針對抗滑穩(wěn)定滿足要求，滑塊組合中存在確定性軟弱結(jié)構(gòu)面的抗力體，為增加抗滑安全余度，對確定性軟弱結(jié)構(gòu)面一般均進(jìn)行了混凝土網(wǎng)格置換、灌漿（包括固結(jié)灌漿和化學(xué)灌漿）處理。針對抗滑穩(wěn)定安全裕度不大的滑移組合，有針對性地在下游抗力體采取錨索加固能提高抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)。

（6） 在帷幕灌漿線上應(yīng)對軟弱結(jié)構(gòu)面防滲處理予以加強(qiáng)，特別是與庫水直接連通斷層、軟弱結(jié)構(gòu)面等，同時(shí)將抗力體排水幕向山內(nèi)延深，加強(qiáng)壩基防滲排水設(shè)計(jì)，能增加抗力體穩(wěn)定。

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（編輯：鄭 毅）