下爾呷水電站阿覺利傾倒變形體穩定分析

向 賢 友

（中國電建集團成都勘測設計研究院有限公司，四川成都 610072）

下爾呷水電站阿覺利傾倒變形體穩定分析

向 賢 友

（中國電建集團成都勘測設計研究院有限公司，四川成都 610072）

在地表地質調查的基礎上，采用以硐探為主、鉆探和物探為輔的勘探手段，結合區域地質背景、河谷的形成演化過程、特征及岸坡結構，查明了阿覺利傾倒變形體的邊界條件、巖體結構、變形破壞分區分帶特征、形成機制和失穩模式，分析評價其宏觀穩定性及對工程建筑物的影響，并提出對策措施和建議。

下爾呷；阿覺利；傾倒變形體；穩定性

1 工程概況

下爾呷水電站位于四川省阿壩藏族羌族自治州阿壩縣境內，地處腳木足河西源麻爾曲河與東源阿曲河匯合口下游約4 km河段，壩址距成都約567 km。下爾呷水電站系大渡河干流水電規劃“三庫22級”的干流上游“龍頭”水庫，下游為巴拉水電站。下爾呷水電站是以發電為主，兼顧防洪、供水等綜合利用的水電水利工程，正常蓄水位3 120 m，總庫容29.3億m3，最大壩高231 m，裝機容量600 MW，水庫具有多年調節性能。

阿覺利傾倒變形體位于左岸壩前上游約0.8 km（見圖1），其穩定性對壩址選擇和樞紐布置方案影響巨大，故對阿覺利傾倒變形體的穩定性進行專題研究勢在必行。

圖1 阿覺利傾倒變形體與上、下壩址的關系示意

針對阿覺利傾倒變形體的地質條件及特點，確定其研究的內容主要包括：

（1）調查近壩庫岸河谷的形成演化過程、特征及岸坡結構。

（2）重點調查和研究左岸壩前阿覺利傾倒變形體的邊界條件、巖體結構、變形破壞分區分帶特征、形成機制、變形特征和失穩模式等，分析評價其穩定性，分析評價預可行性研究階段其對壩址初選和樞紐布置格局的影響、可行性研究階段其對選定壩址和樞紐建筑物布置的影響，并提出處理措施的建議。

工作方法：在地表地質調查的基礎上，采用以硐探為主、鉆探和物探為輔的勘探手段，并結合進行巖體物理力學試驗。

2 區域地質背景

下爾呷水電站區域上位于由北西向鮮水河斷裂帶與北東向龍門山斷裂帶所挾持的川青斷塊區中部的川青面狀強隆區內，挽近時期以來，新構造運動主要表現為大面積的間歇性整體抬升，地殼形變微弱；壩址區地質構造簡單，無區域性活動斷層分布，僅發育少量小斷層，屬早中更新世或前第四紀活動斷裂，晚更新世以來不具活動性，因此工程區區域穩定性相對較好。據地震安評成果，工程場地50年超越概率10%的基巖水平向動峰值加速度為117 cm／s2，相對應的地震基本烈度為Ⅶ度。

3 基本地質條件

據地表地質調查，變形體前緣高程2 945 m，后緣高程3 265 m左右，上游側緣位于河灣上游約450 m（順河長度）的小溝內，下游側緣沿左岸河灣所在山脊延伸，橫河向長約480 m，順河向寬約320 m（見圖2）。根據已完成的平硐和鉆孔的成果分析，變形體的空間展布如圖3所示。

圖2 上壩址左岸壩前阿覺利傾倒變形體平面示意

圖3 上壩址左岸壩前阿覺利傾倒變形體縱剖面示意

變形體所處岸坡植被茂盛，地形較緩，地形坡度20°～40°，其中PD05號平硐上游部分位于略呈“圈椅狀”地形的槽谷內，地形具有上下較陡、中間較緩的特征，高程3 080 m以上地形坡度38°～40°，高程2 980m以下地形坡度32°～34°，高程2 980～3 080m之間地形坡度20°～25°；PD05號平硐下游部分位于河灣所在山脊的北側坡，地形相對較陡，地形坡度37°～40°。

變形體所在區域基巖地層為三疊系上統雜谷腦組下段第4巖組（）薄～極薄層變質砂巖與板巖互層、局部為中厚層變質砂巖夾板巖和雜谷腦組上段第1巖組（）。地表多為第四系松散堆積覆蓋，覆蓋層有坡殘積（Qdl＋el）含塊碎礫石土、崩坡積（Qcol＋dl）含孤塊碎石土和沖洪積（Qal＋pl）含礫粉質粘土。

據地表地質調查和勘探揭示，變形體位于職呷倒轉背斜南西倒轉翼上發育的次級向斜的北東翼，向斜核部在PD05號平硐內位于0＋235 m處，其北東翼地層產狀N70°～85°W／SW∠75°～80°，南西翼地層產狀N80°～85°W／NE∠80°～85°。區內順層斷層及擠壓破碎帶發育，其中規模較大的斷層為F3斷層。斷層F3：總體產狀N70°～75°W／NE∠65°～75°，由3條次級斷層帶組成寬達三十多米的斷裂帶由構造角礫巖、碎斑巖、碎粒巖和少量碎粉巖組成，未見斷層泥。斷層帶內發育構造透鏡體、破劈理及密集節理。巖體中主要發育三組節理。

區內風化卸荷強烈，表淺部變形巖體普遍出現松弛、松動、拉裂現象。據勘探平硐揭示，強風化深度90～135 m，弱風化深度220～247 m，強卸荷深度120～158m，弱卸荷深度190～217m，風化卸荷的水平深度具有隨著高程增加而減小的趨勢。

變形巖體中地下水不豐，在勘探平硐內在旱季僅個別處見滴水，雨季個別處則沿張裂隙可見串珠狀滴水或線狀流水。

4 變形體的基本特征

根據勘探平硐揭示，變形巖體的變形程度由外向內變形程度逐漸減弱，且隨高程增加而逐漸增強，風化卸荷也與之相對應。

按變形巖體的變形強度和風化卸荷程度，將變形巖體分為四個帶：松動帶、強傾倒變形帶、弱傾倒變形帶和微傾倒變形帶（見表1）。

表1 變形巖體分帶特征

5 河谷演化及變形體形成機制

阿覺利傾倒變形體所處河段的腳木足河流向S60°W，邊坡走向N80°E，與地層走向的夾角約20°，為斜縱向谷，加之其上游溝谷的切割，使得阿覺利傾倒變形體所處岸坡巖體具備了發生傾倒變形所需的臨空條件；阿覺利傾倒變巖體為三疊系上統雜谷腦組薄～中厚層狀變質砂巖夾板巖或薄層狀變質砂巖與板巖互層，單層厚度多為10～30 cm，且巖層原始傾角陡立，巖石的各向異性特征十分突出，且切層結構面較發育，其橫向抗變形能力較弱。受早期腳木足河快速下切的影響，巖層在重力作用下發生松弛、卸荷，并進一步發生向臨空方向的彎曲傾倒變形，形成阿覺利傾倒變形體，傾倒變形方向為N12.5°E。

6 變形體的宏觀穩定性判斷分析

根據平硐揭示的巖體的變形特征，結合鉆孔巖芯分析認為，阿覺利傾倒變形體在中部的強烈傾倒變形巖體的水平深度分別為90 m、135 m，弱傾倒變形巖體的水平深度分別為120 m、158 m，微傾倒水平深度分別為為165 m、217 m；據碎塊狀巖芯底板深度推測，在ZK37、ZK38鉆孔變形體的垂直深度分別為61.90 m、65.97 m。采用平型斷面法計算，阿覺利傾倒變體的體積約930萬m3，其中強烈傾倒變形巖體的體積約530萬m3，弱傾倒變形巖體的體積約190萬m3。

根據勘探揭示及地表地質調查，并結合阿覺利傾倒變形體的成因、變形狀態分析，目前變形體地表未見拉裂等變形跡象，各變形帶巖體底界均未貫通，變形體在天然狀態下整體處于穩定狀態，但在水庫蓄水及地震工況下，庫水和地震會惡化變形體的穩定條件，變形巖體中淺表部的強傾倒松動帶巖體存在失穩的可能性，威脅其下游大壩及引水，泄洪建筑物進口的安全。

7 結 語

（1）根據勘探揭示及地表地質調查，并結合阿覺利傾倒變形體的成因、變形狀態分析，目前變形體地表未見拉裂等變形跡象，各變形帶巖體底界均未貫通，變形體在天然狀態下整體處于穩定狀態。

（2）根據阿覺利傾倒變形體的巖體結構、變形破壞分區分帶特征和失穩模式，結合區域地質背景、河谷的形成演化過程、特征及岸坡結構分析，阿覺利傾倒變形體淺表部松動巖體和強烈傾倒變形巖體穩定性差，天然狀態下處于臨界穩定狀態，但在水庫蓄水及地震工況下存在失穩的風險。

（3）由于阿覺利傾倒變形體規模大、距大壩及樞紐建筑物進口近，威脅樞紐建筑物的安全，建議對變形體采取工程處理措施、或主要建筑物布置以避讓變形體為宜。

TV223

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1003-9805（2015）04-0052-03

2015-06-29

向賢友（1964-），男，四川中江人，高級工程師，從事工程地質勘察工作。