紫坪铺水利枢纽工程左岸坝顶边坡分析

2023-08-24 理论教育版权反馈

【摘要】：尤以①组发育,基本控制950m马道以上边坡形态。Ⅳ—1区,位于坝轴线上游980m高程以上,由含煤中厚层中细粒砂岩组成,图9-10 左岸坝顶边坡稳定性分类及分区卸荷拉裂。

9.2.4.1 基本条件

左岸坝顶边坡位于左岸坝肩,高程884～1030m之间,最大坡高146m。顺江水平长度140～160m,宽度80～130m。开挖坡比950m高程以上为1∶1,950m高程以下为1∶0.7～0.8,部分1∶0.3～0.5。

边坡原始地形地貌为悬崖峭壁、陡坡及两条槽谷,两条槽谷之间为一凸出的小山梁,地形坡度80°～87°。

组成边坡的地层岩性为、T33xj14中厚—厚层状中细粒砂岩、中厚—薄层状泥质粉砂岩和薄层状煤质页岩。一般坚硬的砂岩形成相对凸起小山梁,基岩裸露；而软弱的煤质页岩形成低凹槽谷,槽谷中多堆积有较厚的崩坡积块碎石土。

边坡岩体中出露两条层间剪切错动带。岩层产状N50°～70°E/NW∠50°～75°。层面裂隙发育,砂岩内主要裂隙有:①N50°～66°W/SW∠45°,长1～3m,起伏粗糙,间距0.5～1m,多形成边坡大面；②N10°E/SE∠80°～85°,长1～2m,起伏粗糙,间距1～1.5m,张开1～2mm,普遍锈染,充填次生泥膜；③N80°E/SE(NW)∠45°～60°,长1～2m,起伏粗糙,间距1～1.5m,轻微张开,无充填或附少量泥膜。尤以①组发育,基本控制950m马道以上边坡形态。两条层间剪切错动带分别为L11、L12。L11位于坝轴线下游,宽10～14m。L12在边坡上部位于坝轴线下游,随高程降低,逐渐斜向上游,宽5～20m。L11、L12原岩均为煤质页岩夹少量泥质粉砂岩、砂岩等,构造挤压揉皱强烈,形成糜棱岩、断层泥及砂岩透镜体等,其性状软弱破碎。

边坡岩体多属弱风化上段,局部强风化,裂隙面风化晕、锈膜、泥膜十分普遍。岩体卸荷强烈,局部形成拉裂缝。

9.2.4.2 边坡岩体变形破坏模式

边坡岩体变形破坏模式主要有沿层间剪切错动带(L12)的压缩变形——上部岩体拉裂破坏、卸荷拉裂、楔体滑动等。

(1)沿层间剪切错动带L12的压缩变形——上部岩体的侧向张裂破坏。这种变形破坏分布于950～980m高程间。由于层间剪切错动带L12由软弱的煤质页岩组成,厚度大,达5～20m,暴露地表后在重力作用下,软层发生较大的侧向塑性变形,而上覆岩体为完整性好的厚层—中厚层砂岩,在拉应力作用下产生拉裂缝,裂缝宽大,延伸较远,主要有J1、J2、J3,最大拉裂缝J2长约43m,宽10～15cm,充填少量碎石土(见表9-12)。此外,层间剪切错动带L12上盘985～1004m高程尚有一小型浅表松动变形体,成因相同,只是未形成明显的拉裂缝,表现为与层间剪切错动带L12煤质页岩一起下坠而松动,施工过程中大部分已被清除。面一起构成潜在滑动块体(见图9-9)。

表9-12 左岸950～980m高程主要拉裂缝

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图9-9 楔体滑动

9.2.4.3 边坡岩体总体稳定性

根据控制岩体稳定性分类的主要因素,将Ⅳ类、Ⅴ类岩体分别划分成4个区(见图9-10)。Ⅳ—1区,位于坝轴线上游980m高程以上,由含煤中厚层中细粒砂岩组成,

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图9-10 左岸坝顶边坡稳定性分类及分区

(2)卸荷拉裂。主要分布于坝轴线上游950～980m高程间。由于该部位原始地形为一凸出小山梁,三面临空,岩体充分卸荷,拉裂缝数量较多,一般短小,长2～3m,张开1～2cm。最大的一条长30m,宽4～6cm。

(3)楔体滑动。主要分布于950～980m高程间,以及坝轴线上游坝顶公路路基。950～980m高程间,岩体内发育顺坡向裂隙N50°～66°W/SW∠45°,面平直,延伸较长,控制了边坡形态。坝轴线上游坝顶公路路基发育倾向坡外裂隙N45°W/SW∠50°,平直长大,与L12及坝顶公路开挖岩体呈弱风化上段—强风化,有少量块碎石土未清除。Ⅳ—2区分布有两块,其一位于坝轴线下游L11和L12之间,宽约15～25m,其二位于坝轴线下游35～45m处,宽约10m,由含煤含砾中厚层砂岩组成,呈弱风化上段—强风化。Ⅳ—3区位于坝轴线上游15～45m处915～960m高程,由含煤中厚层砂岩组成,呈弱风化上段—强风化,但该区基本保留了厚约1～3m的崩坡积块碎石土,边坡支护处理过程中没有清除。Ⅳ—4区,位于坝轴线上游30～35m以外,由含煤厚层状砂岩组成。Ⅴ—1区,包括两块,即L11和L12,由煤质页岩组成,性状十分软弱。Ⅴ—2区,位于坝轴线下游30～70m处,由薄层泥质粉砂岩夹煤质页岩组成。Ⅴ—3区,位于坝轴线980～1004m高程偏下游侧,由含煤砂岩组成,因下伏L12煤质页岩塑性压缩而松动变形。Ⅴ—4区,位于坝轴线上游9～40m处940～980m高程,由含煤中厚层状砂岩组成,岩体卸荷强烈,有多条拉裂缝。

9.2.4.4 工程处理

左岸坝肩布置了场内施工道路,与大坝采用混凝土接头段相连接。

高程920m以上,L层剪切错动带采用C20混凝土面板并挂钢筋网,并在剪切错动带两侧打砂浆锚杆；其余岩石边坡采用锚杆及随机锚索支护,并挂钢筋网,喷混凝土；坡面排水以及边坡开口线外的排水沟及土坡的浆砌块石支护。

9.2.4.5 稳定性监测

大坝左岸边坡安装3套5点式多点位移计,高程分别为884.00m、920.00m、970.00m。3套位移计实测位移值均较小,一般在2mm以内,而且比较稳定,说明左岸边坡已经稳定。

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