锦屏一级雾化区边坡

图1. 研究区域地形形态特征

图 2:IV梁3DEC模型基本模型(左)、基本模中的结构面(中)、和块体模型(右)

图 3:3DEC计算揭示的VI梁边坡潜在不稳定区域分布

工程概况与研究背景
锦屏I级水电站位于四川省木里、盐源两县毗邻处的雅砻江普斯罗沟峡谷段,坝址位于普斯罗沟与手爬沟1.5km长的河段上,河流流向约N25°E,河道顺直而狭窄。坝区两岸山体雄厚,谷坡陡峻,基岩裸露,相对高差千余米,为典型的深切“V”型谷。岩层走向与河流流向基本一致,左岸为反向坡、右岸为顺向坡。左岸无大的深切冲沟,研究区域所在的1820~1900m高程以下大理岩出露段,地形整体完整,坡度55~70°;以上砂板岩出露段坡度35~45°,地形完整性较差,呈山梁与浅沟相间的微地貌特征。
设计的大坝轴线在左岸位于II山梁(参见图 1)一带,其下游约400m和约600m、高程在1800m至2040m高程之间的VI山梁和IV山梁在大坝运行条件下位于泄洪雾化区范围以内,工程中称之为左岸雾化区IV-VI梁边坡。前期有关研究成果表明,在IV-VI梁区域,大坝泄洪条件下的雾化范围主要集中1820m高程以下的范围内。地质调查成果揭示了该区域内除发育f5、f2、f9、煌斑岩脉等地质构造以外,还发育有成因和特点特殊的深部裂缝,山体内一定范围内岩体破碎程度较高,成为工程中关心的主要问题之一。
工作概述
本项目研究的内容主要包括如下几个方面:
1)左岸雾化区边坡在自然条件下的稳定特征,包括潜在不稳定区域的位置、控制性因素,关键部位(断面)的边坡安全系数。针对雾化区边坡体内存在的深部裂缝,开展其成因机制分析工作,帮助认识深部裂缝的状态和论证对边坡稳定性的影响;

2)施工条件下边坡稳定性特征,具体地,对边坡施工期间已经出现的边坡变形现象进行合理的分析和解释,帮助工程中正确认识这些现象。对于潜在的问题,以帮助制定相应的工程措施,或帮助以后工程施工中对技术方案或施工技术进行必要的调整;
3)分析大坝运行泄洪雾化条件下的边坡稳定性特征,了解边坡在这种工况下的稳定特征、潜在不稳定区域和控制因素,为边坡加固设计和排水设计提供依据;
4)针对边坡的稳定性特征和控制因素,考虑边坡基本现实条件、施工技术等综合因素,制定边坡加固处理方案和对方案进行论证,确保这些措施能够保证边坡的安全性满足设计要求。

关键技术环节及成果
本项目研究的关键技术环节体现在工作思路上和具体技术层面上,这包括:
1)根本上讲,研究工作的最重要的环节是明确的指导思想,即在某种明确的思路下开展工作,体现既往认识积累对本项工作的指导性。这决定了在现场调查、计算分析、方案设计等各个环节上都有明确的考虑,这也是工程科研获得有价值成果的基本保障。从某种意义上讲,尽管本项目研究中使用的方法程序与世界发展前沿保持一致,但决定研究成果质量的决不是方法本身,而是对问题的正确理解
2)在明确了本项研究工作是帮助设计工程处理方案的目标下,如何看待和利用数值计算手段是一个重要的技术环节。考虑到工程加固设计和评价的高度现实性和实践性特点,数值计算主要用来论证一些环节上的问题和加强对这些环节的认识。比如,论证边坡最危险部位及其控制因素等,服务于加固设计对象的确定
3)加固设计工作中如何利用研究成果也是本项目研究中实质上注意了的一个技术环节,体现在总体加固布置方案和加固措施选择更多是建立在现场调查和施工技术要求等方面的基础上,计算分析更多地是在这一基本前提下服务于定量计算。比如,抗剪洞应代替锚索布置在破碎岩体中,加固措施选择依据现场条件和加固措施特点而定,计算分析工作则帮助论证具体加固工作量的大小
4)在具体技术层面上,大量使用的非连续方法比连续方法具有更高的技术要求和应用技巧。在正确运用数值分析手段上,本项目专门对岩体和结构面强度参数的围压效应展开了分析和相应的评价,这对于安全储备不高的锦屏左岸雾化区边坡来说,对认识岩体力学参数取值环节上是否“隐含”有一定的安全储备、以及这些储备会有多少,具有积极作用。