張明

摘 要：陡傾產(chǎn)狀巖體傾倒變形等地質災害會對水利工程建設造成一定的影響，必須在工程建設之前，從工程方案上加以規(guī)避。為此，本文結合具體工程實踐，對工程概況與其地質條件進行介紹，對傾倒變形體形態(tài)與結構特征進行總結，對成因與傾倒變形程度劃分進行研究，對穩(wěn)定性分析與其對工程產(chǎn)生的影響進行探討。

關鍵詞：水電站 左岸傾倒 傾倒變形體 成因 地質

1.工程概況與其地質條件1 . 1工程概況

某水電站水庫控制流域面積約為12萬km2，平均流量在1850m3/s，水庫正常蓄水位是670m，對應庫容大約為5億m3，死水位是650m，調(diào)節(jié)庫容是0.85億m3。結合工程落差50m，裝機容量1300MW，確保出力320MW，年發(fā)電量大約到60億kW·h。

1 . 2地質條件

首先，工程區(qū)域可以大概歸類于中山峽谷地貌，河谷較為狹窄，干流可以以240°的角度流入到壩址區(qū)域內(nèi)，流至南東90°方向流出，以此形成一個角度為150°的拐彎，在水庫的左岸逐漸形成河灣地塊，枯水期水位大約為606.5m，對應江面寬度大約是90m，水深平均為12.5m。在水庫壩址區(qū)域內(nèi)，工程地形按照河流轉折位置進行劃分，形成兩種典型特征的地貌單元。其中，在河流轉這段往上是峽谷段，屬于侵蝕地形地貌，岸坡度較為陡峭，河谷在兩岸整體角度看是一個大對稱的V型，山體之間具有良好的連續(xù)性。除此之外，在寬谷段侵蝕剝蝕堆積地形地貌，相比而言河谷比較寬闊，河谷也不對稱，在河谷左岸河灣段坡地相對完整，整體上看是一個上陡下緩的地形。

其次，從地質上分析，工程區(qū)域內(nèi)露出地層是下古生界寒武系上統(tǒng)第一段、第二段，第一段可以分為三個層次，第三層分布在傾倒變形體一側的后緣陡崖，巖性是白色大理巖化灰?guī)r，層面之間的結合相對緊密，質地非常堅硬；第二層位于傾倒變形體后側，巖性上部區(qū)域表現(xiàn)為中厚層狀砂巖，中部區(qū)域是變余粉晶灰?guī)r，下部區(qū)域是板巖，其中還夾雜著灰?guī)r透鏡體；第一層分布于傾倒變形體后部區(qū)域，均以變余粉晶灰?guī)r為主，灰?guī)r表現(xiàn)為厚層狀結構，在左岸區(qū)域下部存在一篇厚度為6m的擠壓破碎帶。整體而言，第一段分布于傾倒變形體下部區(qū)域，均以巖性板巖為主，其中還夾雜砂巖、變余粉晶灰?guī)r等。

最后，在工程區(qū)域南北斷裂帶的東支斷裂帶南段，具體反映在區(qū)域上是南向北斷裂穿越。由于受到一定程度的影響，構造無法確定到具體形態(tài)，在構造力場的影響下，區(qū)域內(nèi)巖層被擠壓變形，劈理極發(fā)育，在壩址區(qū)域內(nèi)，大多地層產(chǎn)狀被劈理進行置換，整體上分析巖層走向和斷層走向保持一致，傾角保持直立，一些個別地段底層出現(xiàn)倒轉的情況。此外，傾倒變形體上部區(qū)域存在陡崖及底部區(qū)域呈現(xiàn)為狹長分布巖層，傾向是260°，傾角是80°，工程區(qū)域巖層整體產(chǎn)狀保持一致。

2.傾倒變形體形態(tài)與結構特征

2 . 1形態(tài)特點

傾倒變形體分布區(qū)在平面視角上表現(xiàn)為紡錘形，長度近1500m，縱向長度近600m，左岸河灣段整體上可以看作是圈椅形狀的地形，假如從雞冠山南部陡崖直至江邊區(qū)域，高程大約是950m和江邊區(qū)域接近600m的斜坡，坡的走向為西南，坡度為40°。坡體中間存在緩坡區(qū)域，共有兩處，一處是850m，地形坡度是17°；另外一個高程大約是680m，地形坡度是16°。傾倒變形體地表覆蓋范圍比較廣泛，大多是碎石土，傾倒變形體內(nèi)的變形情況沒有那么明顯，表現(xiàn)為平緩的外側發(fā)育產(chǎn)狀巖體，其中一處屬于諸葛大地-老洞子一線，經(jīng)過深入調(diào)查得知，三處規(guī)模較大的產(chǎn)狀特殊巖體，巖性大多是灰-灰白色大理巖化灰?guī)r，厚度較大，巖層產(chǎn)狀整體上表現(xiàn)為傾向山體內(nèi)側，傾角是40°；另一處是靠近河邊箐頭地-大窩子發(fā)育兩處產(chǎn)狀特殊巖體，分布在上游則屬于中厚狀灰?guī)r，下游則多為薄狀板巖，傾向山體內(nèi)側，傾角不大于30°。其中，產(chǎn)狀特殊巖體出露面積和傾倒變形體面積比例大約為1∶5，后緣高程超過950m的陡崖和下斜坡表現(xiàn)為顯著的錯位感，按照地表調(diào)查分析得知，有崩滑形成的堆積體存在。

2 . 2結構特點分析

地質勘察工作的繼續(xù)深入，按照傾倒變形體上勘探鉆孔得出的結果，地層受到構造的影響非常大，大多存在石英脈充填的情況，巖芯整體上而言較低，鉆孔壓水試驗大部分不起壓，地下水位的埋深較大，表示巖芯上地層傾角的變化比較明顯，期間也可以利用某種規(guī)則解釋。

（1）鉛直結構特點

針對分布在考前的鉆孔，比如，ZK327、328、332等孔能夠表示地層傾角統(tǒng)計數(shù)據(jù)，孔深度范圍處于18～24m之內(nèi)的地層傾角，大約是15°～40°之間產(chǎn)生一定的變化，和靠近江邊區(qū)域出露變位巖體傾角保持統(tǒng)一，孔深為50m的地層傾角，大約是60°，以下巖芯揭示地層傾角和常規(guī)地層傾角保持一致。

針對分布于中后部區(qū)域的各鉆孔，包括ZK67、100、105、329、330等揭示地層傾角統(tǒng)計，其孔深大約在80m以上，地層傾角范圍分布是35°～45°，孔深度在100m左右，地層傾角大約是60°。整體而言，地表變位巖體產(chǎn)狀具有一定的相似，以下巖芯揭示地層傾角大約是70°，和常規(guī)地層傾角保持一致。

針對兩者之間鉆孔分析統(tǒng)計而言，以上兩種情況均有可能出現(xiàn)，鉛直分帶較為顯著，表層地層傾角較為緩和，深部區(qū)域逐漸表現(xiàn)為正常產(chǎn)狀，平面上分析是陡崖底部直至江邊，分帶區(qū)域不同則地層傾角緩和度也有所區(qū)別。厚度上分析，鉛直方向中上部的厚度比較大，具體表現(xiàn)為過渡相，靠近江邊區(qū)域的厚度較小。

（2）水平結構特點

對平洞揭示水平方向傾倒變位情況進行勘探分析，得出以下結論：首先，PD16平洞處于上游靠近河邊的位置，高程是630m，洞深在21m段巖體表現(xiàn)為碎裂鑲嵌狀結構，產(chǎn)狀傾向E，傾角大多小于20°；洞深度分布在21～55m范圍內(nèi)，巖體為破碎狀，塊狀結構，產(chǎn)狀傾向E，傾角變化情況是40°；在洞深度處于66m左右時，巖體表現(xiàn)為次塊狀，傾向整體上變化不大，傾角大約是65°。

3.成因分析與傾倒變形程度劃分

3. 1影響因素

對斜坡變形破壞的影響因素非常多，大體上可以歸類為內(nèi)因和外因，其中內(nèi)因包括地形因素、地層巖性因素、構造特征以及地應力等；外在因素則包括風化卸荷、地下水、重力、人類活動等因素。實際上，斜坡變形是二者結合在一起形成的結果，按照自然歷史分析等方法，對河流演變、工程區(qū)域地質、巖性結構進行認真考察分析。比如，河流演變體方面，工程區(qū)域內(nèi)上游河段是寬谷期，假如存在滑坡、崩塌等情況，就會對地質構造產(chǎn)生影響，下游河段是峽谷地段，存在顯著的河流下切現(xiàn)象，這種河流在演變時產(chǎn)生的下切運動不可避免地對兩岸巖體應力條件及其穩(wěn)定性產(chǎn)生一定的影響。

3.2形成機理

因為在工程地形上表現(xiàn)為三面臨空，巖層走向和岸坡走向之間的夾角不大于30°，巖層比較陡峭，巖坡巖體中部是軟硬夾雜的巖體，裂隙不發(fā)育，不存在剪出的可能性，巖層在重力和卸荷的基礎上，出現(xiàn)臨空側彎曲拉裂傾倒的地質情況。此外，除了卸荷回彈以及重力傾倒變形的情況，要對區(qū)域內(nèi)地質構造新構造活動強烈進行綜合考慮，地震活動比較頻繁，降雨量相對豐富的區(qū)域特征，地震以及暴雨等原因也會導致傾倒變形體的形成。

3.3傾倒變形程度

按照傾倒變形體內(nèi)部變位巖體產(chǎn)狀，特別是傾角變化情況，充分考慮巖體結構特點、工程現(xiàn)場條件等，對巖體傾倒變形程度進行劃分，包括強烈、較強烈以及弱傾倒變形三種。傾倒變形程度類別具體參考表一。

4.穩(wěn)定性分析與其對工程產(chǎn)生的影響

傾倒變形體表層厚度是20m的碎石土，結構比較緊湊，中間不存在軟弱層面，底面是一個綜合面，實際上可以理解為臺階狀粗糙不連續(xù)面，傾倒變形體內(nèi)巖體相對干燥。傾倒變形巖體表現(xiàn)為塊裂狀，與其完整性和深度有關；優(yōu)勢裂隙發(fā)育方向和邊坡表現(xiàn)為大角度相交，傾倒變形體地質特點對于自身穩(wěn)定性有很大的幫助。按照野外地質勘察情況得知，傾倒變形體表現(xiàn)不存在顯著的變形裂縫、下錯滑移等情況，表明傾倒變形體的穩(wěn)定性比較不錯。穩(wěn)定性對于工程的影響，主要是廠房邊坡開挖之后，在坡體上出現(xiàn)一些順坡向中緩傾角結構面，對于坡段穩(wěn)定性控制造成一定困難，此外還存在地震、邊坡穩(wěn)定、降雨等影響。

5.總結

總而言之，傾倒變形體的成因比較復雜，以地形地貌特征對傾倒變形體進行研究，加強對傾倒變形體的認識。所以，對傾倒變形體的成因、穩(wěn)定性、工程特征進行研究分析，對于工程整體方案、巖土體工程的利用、工程安全性有重要作用。

參考文獻：

[1]張志恒，滕杰，范亮霞.巴基斯坦某大壩樞紐工程壩基巖體工程地質分類及可利用巖體選擇[J].水利水電工程設計，2005（03）.

[2]吳賽鋼，何鵬，郝建.巖體結構特征研究在錨固設計中的應用[J].西部探礦工程，2005（12）.

[3]周濟芳，李建林，王瑞紅.關于卸荷巖體尺寸效應的數(shù)值仿真研究[J].四川水利，2008（04）.