贵州某水电站坝基优化地质研究.pdf

26水电与抽水蓄能Hydropower and Pumped Storage第 9 卷 第 S1 期2023 年 6 月 20 日Vol.9 No.S1Jun.20,2023贵州某水电站坝基优化地质研究赵温亮，郭果，王松江（中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司，贵州省贵阳市550081）摘要：混凝土重力坝，特别是百米级以上的高坝，对坝基岩体的质量要求较高。对于某水电站，由于坝基以下软岩埋藏较深，加之软弱夹层发育，工程设计多偏向于大坝的安全，使坝基挖深过大，造成一定的浪费。鉴于此，以贵州某大型水电站为例，对大坝建基面的优化选择进行了地质研究。通过地质复核试验，综合考虑坝基的岩体质量、岩体物理力学参数、岩体抗变形能力、岩体承载力等物理力学性质，论证了该大坝以较软岩作为建基面的可行性。经优化设计，使坝基总体抬高了 13m，研究成果取得了显著的经济效益和社会效益。此外，还对坝基优化后存在的主要工程地质问题、工程处理措施进行了分析、总结，为类似条件下高重力坝建基面的选择积累了可靠的经验。关键词：高重力坝；坝基优化；深厚软岩；施工勘察 中图分类号：TV642.3文献标识码：学科代码：570.351工程概况贵州某大型水电站大坝设计采用重力坝，原定坝顶高程为 427.50m，最大坝高 120.50m，坝顶宽度 7.00m，坝顶长126.60m，河床坝段建基面高程为 307.00m，齿槽段建基面高程 297.00m。于 2015 年开始筹建，施工过程中根据地质条件对大坝建基面做了优化，将建基面抬高至 320.00m，将齿槽段建基面抬高至 301m，经过优化设计，建基面总体抬高了13m，节省了工期和投资，电站于 2019 年 4 月投产运行以来，取得了良好的经济效益和社会效益。2基本地质条件（1）重力坝坝址所在河段河道顺直，总体流向 N40E，河水位 338m 时河面宽 14.8 46m，坝顶 427.5m 高程时相应河谷宽 85 125m。坝址河谷深切，为峡谷地形，两岸地形陡峭，河谷呈“U”形岸坡，由上至下分布有两层陡崖。坝址区地形较为完整，水库区两岸冲沟较发育，多分布于两岸第一层陡崖之上，多为季节性沟谷。右岸支流红丝河在坝址上游约 200m 处汇入洪渡河，汇合处地表高程约 339m，河谷深切，两岸最大高差约 300m。（2）坝址区出露地层包括第四系冲积层（Qal），主要为砂卵砾石，卵砾石粒径一般为 0.2 30cm，母岩成分为灰岩，分布于河床及漫滩部位，厚 10 23m。崩塌堆积层（Qcol）块石、碎石夹黏土，结构较松散，块石、碎石母岩成分为灰岩，零星分布于陡崖脚和河床，厚度 5 10m。基岩从新到老如下：1）奥陶系桐梓组第三段（O1t3）：灰色、深灰色中厚厚层夹薄层微晶灰岩，局部呈弱白云化，夹层发育，多为泥岩夹层或泥质夹层，夹层厚度一般 2 10cm，最具代表性夹层共 5 条（编号为 j3 j7），层间错动一条 fj1，另外 fj1下方约 1.2m 处存在一砂岩夹层，厚 60 80cm，地层总厚115 125m。主要分布于两岸岸坡中下部，形成第二层陡崖。2）桐梓组第二段（O1t2），该层总厚度 31 37m，主要分布于上坝址河床以下，在坝址下游及下坝址区可见地表出露。根据地质测绘及勘探揭露的岩性分布特征，可分为三层，各层岩性特征分述如下：第三层（O1t2-3），顶部为厚度 30 50cm 的泥岩，其下为薄层泥岩与薄层灰岩互层，泥岩约占 60%，层厚 10 12m，为坝基出露岩体。第二层（O1t2-2）：为灰色、深灰色薄中厚层钙质泥岩夹极少量灰岩团块或条带，灰岩占本层的 5%，层厚 10 12m，该层发育若干夹层，多为泥岩夹层，根据钻孔录像成果，弱风化带夹层有泥化迹象，最具代表性的是 j1和 j2夹层，分别为 O1t2-2与 O1t2-1及 O1t2-2与 O1t2-3的分界标志，为坝基出露岩体。第一层（O1t2-1）：岩性为深灰色中厚层灰岩夹泥岩，根据钻孔岩芯，泥岩单层厚度 3 30cm，共计 5 8 层，占该层厚度的 10%20%，该层厚 11 13m，为坝基出露岩体。27 贵州某水电站坝基优化地质研究根据岩石矿物鉴定成果，该地层（O1t2）中的灰岩为微晶灰岩、花斑状含泥质微晶灰岩，含泥质微晶灰岩中的泥质含量为 5%10%；钙质页岩，泥质含量为 85%95%。3）桐梓组第一段（O1t1）：岩性为浅灰色、深灰色薄中厚层灰岩，夹灰白色中厚层白云岩及少量泥岩，厚度大于100m，局部有钙泥质夹层（厚 3 15cm），主要分布于河床以下。在下坝址区两岸地表可见出露，为坝基出露岩体。（3）坝址位于红丝向斜翘起端附近，无区域性断裂切错，但次级断层、软岩夹层、层间错动及裂隙均较为发育。受 向 斜 影 响，坝 址 区 岩 层 倾 角 平 缓，总 体 产 状 为N60 80E，SE 4 14，倾向右岸偏上游。坝址区发育 3 组构造裂隙。第 1 组：N67 82E，SE 70 90（或 NW 65 85），弱风化带内宽一般为 0.2 0.7cm，充填物为岩屑夹泥，连通率一般为 60%80%，右坝肩可达 85%；微风化带内裂隙宽 0.1 0.3cm，多充填方解石脉、岩屑和铁质，连通率一般为 50%60%，右坝肩可达 70%。第 2 组：N45 62E，SE 70 90（或 NW 65 85），弱风化带内宽一般为 0.1 0.5cm，充填物为岩屑夹泥，连通率一般为 50%75%，右坝肩可达 75%；微风化带内裂隙宽 0.1 0.2cm，多充填方解石脉、岩屑和铁质，连通率一般为 40%60%，右坝肩可达 60%。第 3组：N1530E，SE7090（或NW65 85），弱风化带内宽一般为 0.1 0.3cm，充填物为岩屑夹泥，连通率一般为 40%50%，右坝肩可达 55%；微风化带内裂隙宽0.1 0.2cm，多充填方解石脉、岩屑和铁质，连通率一般为30%50%，右坝肩可达 50%。坝区裂隙玫瑰花图如图 1 所示。902700图 1坝址区裂隙玫瑰花图Figure 1Rose diagram of joint in dam site area（4）夹层。坝基基岩为奥陶系桐梓组地层，岩性为灰岩与泥页岩，岩层层间夹层发育，夹层物质组成及厚度随风化程度变化较大，弱风化带内，泥质成分含量较高，厚度较大，为泥夹岩屑或岩屑夹泥类型；微新鲜岩体内，夹层岩体新鲜，多为岩性夹层。据钻孔、开挖揭露 O1t2地层中发育多条夹层，最具代表性的是 j1和 j2夹层，厚度 0.01 0.03m，分别为 O1t2-2与O1t2-1及 O1t2-2与 O1t2-3的分界标志；另外 j1 j2之间还发育有3 5 条规模相对较小的夹层，夹层厚度 0.1 1cm。夹层岩性为泥页岩，弱风化带内夹层存在泥化现象，夹层类型为岩屑夹泥或岩屑型。根据地表调查，坝肩两岸陡壁的 O1t3地层软弱夹层发育，代表性的共 5 条，编号依次为 j3 j7，针对部分夹层进行了抗剪试验，并对夹层物质进行颗粒分析，夹层统计如表 1 所示。表 1坝址区软弱夹层统计表Table1Stasticsofweakintercalation编号连通率/%起伏厚度/cm夹层物质颗粒分析试验夹层类型其他一般最小最大j1100平直215主要为泥质、钙质，泥质 30%，钙质含量 70%岩屑夹泥型沿夹层面下游侧及右岸有水渗出j2100215主要为泥质、钙质，泥质含量 10%，钙质含量 90%岩屑夹泥型j31003 61.58弱风化顶部：黏粒（粒径 0.005mm）含量 25.8%，定名为含碎石黏土泥夹岩屑型弱风化中部：黏粒含量 4.2%，定名为黏土质砾岩屑夹泥型j41005 8410弱风化顶部：黏粒含量 4%，定名为含黏土砾岩屑夹泥型j580214两者性状基本一致，弱风化底部：黏粒含量 5%，定名为含黏土砾岩屑夹泥型j680213j71003 517弱风化中部：黏粒含量为 0，细粒（粒径 0.075mm）含量为 28.2%岩块岩屑型28水电与抽水蓄能Hydropower and Pumped Storage第 9 卷 第 S1 期2023 年 6 月 20 日Vol.9 No.S1Jun.20,2023（5）层间错动。坝址区发育一条层间错动 fj1，位于O1t3地层中。fj1 连续性好，平直，一般厚 6 9cm，在风化带内最大厚度达 12cm，新鲜岩体内最小厚度为 3cm。fj1层间错动带物质组成在弱风化带内泥质含量较高，为泥夹岩屑型；微新岩体内层间错动带岩体较新鲜，为岩屑型或岩屑夹泥型。（6）岩体风化。两岸弱风化带厚度分别为低高程部位较薄，高高程部位较厚。左岸低高程（365m 以下）弱风化带厚度 10 15m，高高程（365m 以上）为 20 35m；右岸低高程（365m 以下）弱风化带厚度 10 15m，高高程（365m 以上）为 20 30m，右岸存在裂隙密集带和溶蚀现象影响该部位的风化状态。两岸微风化带厚度相当，为 20 30m。河床基岩为 O1t2地层，其风化状态可分为弱、微两级。根据钻探及钻孔录像揭示，弱风化带厚 10 15m，微风化带厚 15 20m；O1t1地层埋深较大，其风化状态基本为微风化或新鲜，局部受裂隙、溶蚀等影响该部位岩体的风化状态。3坝基优化3.1优化思路原坝基设计开挖高程为 307m，在前期开展的工作基础上，结合开挖揭露出来的地质条件，进行相关的地质复核工作。查明 O1t2-2钙质泥岩的岩体抗变形能力、坝基岩体的承载力等物理力学性质，论证利用微新鲜 O1t2-2钙质泥岩作为大坝坝基持力层的可能性和依据。3.2开展工作为了论证坝基岩体的物理力学性质，坝基开挖至 321m高程后，进行对坝基岩体质量进行复核、对取样作岩体物理力学试验复核、现场钻孔变形模量试验、钻孔声波测试、钻孔录像等勘察试验相应工作。3.2.1坝基岩体质量复核通过坝基开挖后的地质情况，对坝基岩体质量进行了复核，复核结果如表 2 所示。3.2.2坝区岩体物理力学参数复核通过分析岩体室内外物理力学试验成果，根据取值依据与原则提出坝址区岩体物理力学参数地质建议值如表 2所示。3.3.3主要结构面力学参数地质建议值根据结构面现场抗剪试验、夹层物质颗粒分析等，提出坝址区主要结构面物理力学参数建议值，如表 3 所示。3.2.4坝基岩体分类（1）岩体结构类型分类。坝址区以层状岩体为主，岩层表 2坝址区岩体质量及物理力学指标建议值Table2Recommendedvaluesofrockmassqualityandphysicalmechanicalindexes地层岩性风化状态坝基岩体类别密度/（gcm-3）饱和抗压强度/MPa允许承载力/MPa变形模量/GPa泊松比抗剪断层面层面岩/岩混凝土/岩f cf cO1t2-3薄层泥岩与灰岩互层弱C2.65302.5650.300.80.60.80.6微新2B2.68703.5760.270.90.80.90.8O1t2-2薄中厚层粉砂质泥岩弱C2.60252.5540.320.70.50.70.5微新2B2.65303.2650.250.91.00.90.9O1t2-1薄中厚层灰岩夹泥岩微新1B2.65703.5760.241.01.01.00.9O1t1薄中厚层灰岩、白云岩，局部夹泥灰岩微新B2.71754.0870.261.11.11.0 1.0表 3坝址区主要结构面物理力学指标建议值Table3Recommendedvaluesphysicalandmechanicalindexesofmainstructuralsurfaces结构面风化状态地质类型抗剪（断）强度备注f c/MPaO1t2-1、O1t2-2、O1t2-3层面弱0.450.05风化夹泥微新0.500.12O1t2-1、O1t1层面微新0.600.15灰岩层面29 贵州某水电站坝基优化地质研究倾角平缓，根据岩性、风化程度及结构面发育情况不同，岩体结构类型有所变化，坝址区岩体结构类型主要有碎裂结构和层状结构，其结构特征分类详细划分如表 4 所示。表 4坝址区岩体结构分类Table4 Classificationofrockmassstructure地层岩性风化状态结构特征岩体结构类型O1t2-3薄层泥岩与薄层灰岩互层微、新结构面较发育，间距一般 10 20 cm中厚层、薄层互层状O1t2-2薄中厚层粉砂质泥岩微、新结构面较发育，间距一般 10 20 cm薄层状（局部中厚层状）O1t2-1中厚层灰岩夹钙质泥岩微、新结构面轻度发育中等发育，间距一般 20 50 cm中厚层状（局部薄层状）O1t1厚中厚层灰岩微、新结构面中等发育，间距一般 20 50 cm中厚层状（局部薄层状）（2）坝基岩体工程地质分类。综合岩体基本质量（根据岩体坚硬程度和完整程度划分）、岩体结构类型，按照水力发电工程地质勘察规范（GB 502872016）附录 O 将坝基岩体分类，如表 5 所示。据地质调查、现场地质钻孔、室内岩石试验、现场变形模量试验、钻孔声波测试、钻孔录像成果综合判定，坝基岩体分类为2B类。3.2.5坝基抗变形能力复核为了取得坝基岩体抗变形能力，于坝基布置地质钻孔7 个，并分别取 O1t2-2层灰色、深灰色薄中厚层钙质泥岩岩芯样 5 组进行岩石物理力学参数复核性试验，根据试验成果，得到其变形模量为 4.96 5.87104MPa，平均值为5.42104MPa，泊松比为 0.23 0.25，平均值为 0.24。取O1t2-1层灰岩夹泥岩岩样 3 组进行岩石物理力学参数复核性试验，得到其变形模量为 6.67 7.16104MPa，平均值为5.42104MPa，泊松比为 0.22 0.24，平均值为 0.22。取 O1t1层浅灰色、深灰色薄中厚层灰岩岩样 3 组进行岩石物理力学参数复核性试验，得到其变形模量为 6.35 7.11104MPa，平均值为 7.85104MPa，泊松比为 0.24 0.26，平均值为 0.25。根据上述复核性试验成果，结合其他工程经验，微风化O1t2-2灰色、深灰色薄中厚层钙质泥岩变形模量取值为：平行层面取 5GPa，垂直层面取 4GPa。泊松比为 0.25。O1t2-1灰岩夹泥岩变形模量取值为：平行层面取 7GPa，直层面取 6GPa。泊松比为 0.24。O1t1浅灰色、深灰色薄中厚层灰岩变形模量取值为：平行层面取 8GPa，直层面取 7GPa。泊松比为 0.26。各层岩体抗变形能力物理力学参数见表 2。从坝基岩体变形能力分析，坝基抬高后岩体抗变形能力能满足要求。3.2.6坝基岩体承载力复核为了取得坝基岩体承载力，于坝基和地质钻孔分别取O1t2-2灰色、深灰色薄中厚层钙质泥岩 5 组试验，得到其饱和抗压强度为 51.4 68MPa，平均值为 60.3MPa。取 O1t2-1灰岩夹泥岩 3 组，试验得到其饱和抗压强度为 60.1 103MPa，平均值为 80.3MPa。取 O1t1浅灰色、深灰色薄中厚层灰岩 3组，其饱和抗压强度试验成果为 73.1 107.5MPa，平均值为94.3MPa。根据试验成果，结合其他工程经验，O1t2-2灰色、深灰色薄中厚层钙质泥岩承载力取值为 3.0MPa。O1t2-1灰岩夹泥岩承载力取值为 3.5MPa。O1t1浅灰色、深灰色薄中厚层灰岩承载力取值为4.0MPa。续表结构面风化状态地质类型抗剪（断）强度备注f c/MPa夹层泥夹岩屑型0.450.05j1 j7位于弱风化带内时取值岩屑夹泥型0.500.08j1 j7位于微新岩体时取值陡倾裂隙一般裂隙0.600.10岩屑或方解石充填溶蚀扩张0.450.05岩屑夹泥卸荷裂隙微张0.400张开00小断层泥夹岩屑0.350.03fPD2、f2岩屑夹泥0.450.05除 fPD2以外的小断层30水电与抽水蓄能Hydropower and Pumped Storage第 9 卷 第 S1 期2023 年 6 月 20 日Vol.9 No.S1Jun.20,20233.2.7坝基优化建基面确定坝基建基面首先选择满足设计要求的微新鲜完整岩体，由于 O1t1灰岩和 O1t2-1灰岩夹泥岩埋深较大，因此，选择微至新鲜的 O1t2-2薄中厚层粉砂质泥岩为大坝建基面。坝基岩体为 O1t2-2薄中厚层粉砂质泥岩，微风化岩体承载力建议值为 3.0MPa，变形模量平行层面为 5GPa，垂直层面 4GPa。其下新鲜 O1t2-1深灰色中厚层灰岩夹泥岩，承载力建议值为 3.5MPa，变形模量平行层面为 7GPa，垂直层面6GPa。承载力和变形模量满足大坝对建基面的要求。经综合比较，微风化 O1t2-2薄中厚层粉砂质泥岩，可以作为大坝河床建基面，建基面优化后高程为 320m。4优化后存在的主要工程地质问题4.1坝基承载力及变形问题优化后，河床坝段建基面高程 320 m，齿槽段建基面高程 305 m，河床坝段建基面抬高 13 m，齿槽段建基面抬高 8 m。坝基岩体为 O1t2-2微新鲜薄中厚层粉砂质泥岩地层，齿槽岩体为 O1t2-1灰岩夹泥岩和 O1t1浅灰色、深灰色薄中厚层灰岩新鲜岩体。如图 2、图 3 所示，大坝建基面坐落于 O1t2-11 灰岩夹泥岩地层，为微新岩体，岩体承载力及变形模量满足设计要求。4.2坝基抗滑稳定问题坝基位于 O1t2-2微新岩体之上，坝基岩体内泥岩夹层较发育，倾角平缓（视倾角 5），大坝滑移模式主要有表层滑动与深层滑动模式两种，如图 4 所示。坝基存在表层抗滑稳定和深层抗滑稳定两种型式。（1）表层滑动：以混凝土与基岩接触面为滑面。（2）深层滑动：以层面或夹层为底滑面，第 1、2、3 组裂隙为侧向切割面、以横河向裂隙形成后缘切割面形成的滑移模式。经地质分析，坝址区裂隙为 NE 至 NEE 走向，而NW 方向的裂隙不发育，因而，横河向裂隙形成后缘切割面的条件不具备，且河床下游亦无低临空面地形条件，坝址不存在深层抗滑稳定问题。综上所述，大坝存在沿坝体与基岩接触面的表层滑动的可能，而不存在深层滑动问题。4.3基坑开挖边坡稳定问题河床地面高程约 336m，覆盖层深 5 10m，大坝基坑一般深度约 38m，齿槽处较深。基坑边坡为二元结构，覆盖层边坡高 5 10m，覆盖层边坡稳定性差，需采取放坡或临时支护措施；岩质边坡高 10 15m，为强风化岩体，岩层倾向右岸偏上游，15 38m 为弱风化岩质边坡，边坡整体稳定性较好，局部可能存在破碎岩体掉块或沿泥化夹层坍塌现象。下游侧基坑开挖岩质边坡为斜向边坡，岩层层面发育，开挖面发育有 j1夹层，地表水可能沿层面向坡面产生渗入，开挖表 5坝基岩体工程地质分类表Table5Engineeringgeologicalclassificationofrockmass地层岩性风化程度岩体特征岩体工程性质评价工程地质分类备注岩质类型岩体结构类型O1t2-3薄层泥岩与薄层灰岩互层弱风化中下部软质岩岩体呈薄层状、互层状，缓倾结构面发育，存在不利于坝基稳定性的软弱结构面及泥岩层面岩体强度相对较低，抗滑、抗变形性能差，不宜作为高混凝土坝地基CRb=25 30MPa微新中硬岩岩体呈薄层状、互层状，缓倾结构面发育，岩层倾角较缓，泥岩层面性状相对较差同后面1B1BRb=60MPaO1t2-2薄中厚层粉砂质泥岩微新中硬岩岩体薄层状（局部中厚层状），裂隙面中等发育，岩体中泥岩层面倾角较缓，对坝基、肩抗滑稳定不利岩体局部完整性差，强度相对较低，抗滑、抗变形性能差2BRb=50MPaO1t2-1中厚层灰岩夹钙质泥岩微新中硬岩岩体呈中厚层夹薄层状，裂隙面中等发育，岩体中有缓倾角泥岩层面，存在影响坝基及坝肩稳定的楔体岩体局部完整性差，有一定强度，抗滑、抗变形性能受泥岩结构面及岩石强度控制1BRb=60MPaO1t1薄中厚层灰岩微新中硬岩岩体呈中厚层夹薄层状，裂隙面中等发育，岩体中有缓倾角层面，但层间结合力总体较好，存在影响坝基及坝肩稳定的楔体岩体局部完整性差，有一定强度，抗滑、抗变形性能受结构面及岩石强度控制1BRb=60MPa31 贵州某水电站坝基优化地质研究边坡岩体稳定性较差，需作好开挖边坡的支护处理工作。4.4泥岩风化问题坝基施工开挖中揭露薄层泥岩、粉砂质泥岩、钙质泥岩，存在泥岩风化问题，需留保护层开挖，并及时封闭保护处理。5工程处理措施及效果评价5.1坝基固结、帷幕灌浆及效果评价坝基建基面开挖边坡基岩为弱微风化灰岩、砂质泥岩和泥岩。两岩坝基为弱微风化厚层、中厚层灰岩，河床坝基为灰岩夹钙质泥岩、粉砂质泥岩和薄层泥岩与薄层灰岩互层，开挖边坡局部存在稳定问题，经对坝基对边坡进行固结灌浆处理后，进行了检查孔取芯、声波检测，岩体完整性得到了提高。经对河床坝基进行固结灌浆和帷幕灌浆后，提高了坝基岩体的承载力，坝基岩体质量满足设计要求。5.2大坝下游设置抗滑齿槽针对坝基存在浅层滑动稳定问题，于大坝下游设置抗滑齿槽处理措施。同时，还对建基面进行了固结灌浆处理。经设计稳定复核计算，大坝的抗滑稳定满足设计要求。5.3软岩处理及效果评价对坝基施工开挖中揭露薄层泥岩、砂质泥岩、钙质泥岩，存在泥岩风化问题。对弱风化岩体进行了开挖，将建基面置于微风化基岩中，并及时对开挖的软岩边坡进行喷混凝土封闭处理，较好地保护了泥岩。为防止岸坡泥岩的风化，于岸坡进行了永久混凝土护坡处理。对出露于消力池的泥岩层进行浇筑混凝土保护。5.4监测及效果评价施工中和竣工后，大坝外观、沉降变形、坝基渗透变形、边坡监测等各项观测参数满足设计规范要求。经过近三年的图 2重力坝坝轴线剖面示意图Figure 2Schematic view of the gravity dam1地层代表号；2基岩与覆盖层分界线；3地层分界线；4夹层及编号；5弱、微风化线底界；6钻孔及编号；7建筑物开展挖轮廓线水平距离/m320m高程/m高程/m440420400380360340320300280440420400380360340320300280020406080100120140N52.4WS52.4EZKy1ZK5ZKy3324.3130.0PD11PD2PD4PD3PD12427.1382.6392.0353.2427.647.467.0下20.9下19.6下12.7上42.2下10.560.0057.757.7338.9m307mO1t1O1tO1tO1tO1tO1tO1tO1tO1tO1tO1tO1tO1t3Qal+colQcolQal+col333.025.07654321j2j1j1j1j1j1j1j1j1j1j1j1j1j1j1j2j2j2j2j3j3j3j3j4j4j4j5j6j7j5j6j6j7j5j2j2j2j2j2j2j2j2j2j2j3j3j4j4j1ff j1f j1fPD2372.272013.6.28X:3181602.74X:3181517.38Y:511798.51Y:511909.48440.8180.61.6(上16.2)58607570776868646467757977797889868598598673831.41.52.61.71.71.61.61.42.51.82.22.21.51.61.81.91.42.61.21.62.92.31.31.722.4原设计开挖线现设计开挖线原河水位原位面线洪渡河427.5m坝顶高程420m正常蓄水位321232-2212-32-212-32-22-332水电与抽水蓄能Hydropower and Pumped Storage第 9 卷 第 S1 期2023 年 6 月 20 日Vol.9 No.S1Jun.20,2023运行，大坝的各项观测结果表明，大坝沉降变形、位移变形满足规范要求，大坝坝基渗透变形、边坡稳定监测等各项监测结果满足规范要求。5.5优化效益及评价由于坝基建基面抬高 13m，降低了基坑开挖的难度，节约了坝基开挖量和混凝土浇筑量，为本工程建设提供了宝贵的枯期施工时间。本工程建基面得到优化，经济效益和社会效益显著。6结语混凝土重力坝，特别是百米级以上的高坝，对坝基岩体的质量要求较高，对于该水电站而言，由于坝基以下软岩埋藏相对较深，加之软弱夹层发育，前期勘察阶段，各方面条件限制，勘察深度有限，通常为保证工程设计的安全，建议的坝基开挖深度过大，在一定程度上造成了浪费。本文基于上述问题，在施工地质期间及时进行了针对性勘察复核，对坝基岩体结构面、抗变形及岩体质量进行了详细的优化分析研究。优化后坝基建基面相比原设计高程抬高了 13m，不仅降低了基坑开挖的难度，而且节约了大量坝基开挖量及混凝土浇筑量，研究成果具有显著的经济效益和社会效益，可为类似坝基地质条件建基面的选择提供借鉴。图 3重力坝河床纵剖面示意图Figure 3Longitudinal section of gravity dam1地层代表号；2基岩与覆盖层分界线；3地层分界线；4夹层及编号；5弱、微风化线底界；6钻孔及编号；7建筑物轮廓线高程/m高程/m440420400380360340320300280440420400380360340320300280水平距离/mO1t23O1tO1tO1tO1tO1tO1tQal+colQal+colO1t1S36ZKy1ZK2ZK28ZK29ZKy2ZKy4ZKy6324.3135.0320.7321.5322.1337.330.025.025.0N36X:3181692.50X:3181519.26Y:511812.47Y:511936.3960.16.5336.280.148.5337.6120.37.9420m正常蓄水位坝顶高程坝顶高程427.50427.50大坝河水位线j2ZKy3333.025.0213.00m2001801601401201008060402003017654321桩号坝纵0040坝纵0020 坝纵0000坝纵0+020 坝纵0+040 坝纵0+060 坝纵0+080 坝纵0+100 坝纵0+120 坝纵0+140原地面线现开挖线j1j1j1j1j1j1j1j1j1j1j1j1j1j1j1j1j1j1j1j1j1j2j2j2j2j2j2j2j2j2j2j2j273868482877879 1.2100100929297931.70.710.530.680.570.550.48 849194919195931.22.111001.01.50.81.621.321.461.681.871.881.351.571.323211222322（下转 25 页）25 某滑坡破坏机理分析及治理措施研究5 郭长宝，吴瑞安，李雪，等川西日扎潜在巨型岩质滑坡发育特征与形成机理研究J.工程地质学报，2020，28（4）：772-7836 杨斌.公路滑坡的防治设计要点及工程实例J.交通世界，2022，27（9）：84-867 张夏冉，殷坤龙，李烨，等.库水位下降和降雨对重庆万州下坪滑坡稳定性的影响J.中国地质灾害与防治学报，2017，28（2）：22-298 雷德鑫，易武，柳青，等三峡库区卧沙溪滑坡稳定性的可靠度及敏感性分析J.安全与环境工程，2018，25（1）：23-289 肖先煊，夏克勤，许模，等.三峡库区某滑坡稳定性模型试验研究J.工程地质学报，2013，21（1）：45-5210曾刚，王世梅，郑俊，等.三峡库区杨家沱滑坡稳定性分析及复活判据研究J.人民长江，2019，50（11）：130-13311 中华人民共和国国土资源部GB/T 385092020，滑坡防治设计规范S.北京：中国标准出版社，2020收稿日期：2023-02-23修回日期：2023-03-15Failure Mechanism Analysis and Treatment Measures of a LandslideHUYayun1,LIYongsong1,LIUYan2(1.PowerChinaGuiyangEngineeringCorporationLimited,Guiyang550081,China;2.GuizhouWaterConservancy&HydropowerSurvey&DesignInstitute,Guiyang550002,China)Abstract：AlandslideinJianheCountyofGuizhouProvinceisselectedastheresearchobject.Accordingtothedetailedgeologicalprospectingdata,therelationshipbetweenthebreedingprocessofthelandslideandtheformationlithology,topographicconditions,earthquake,rainfallandotherfactorsisqualitativelyanalyzed.Atthesametime,thetypicalgeologicalsectionoflandslideisextracted,andthelandslidestablestateundernaturalstateandsaturatedstateiscomparedandanalyzedbasedonthenormalrockandsoilsoftware.Thecalculationshowsthatthelandslideisformedunderthecombinedactionofthespecialoverlyingslopestructureandrainfall.Thecalculationresultsarebasicallyconsistentwiththecharacteristicsofthelandslidedeformation,whichprovidesareliablebasisforthelandslidecontrolmeasures.Keywords：landslide;failuremode;stabilityanalysis;managementmeasures12 图 4大坝滑动模式示意图Figure 4Dam sliding pattern参考文献1 彭土标，袁建新，王惠明，等.水力发电工程地质手册M.北京：中国水利水电出版社，2011：282-284.2 中国电建集团贵阳勘测设计研究院.洪渡河高生水电站可行性研究报告R.3 阮祥明，赵温亮.深厚软岩基础筑百米级高坝关键技术研究及其应用报告R.收稿日期：2023-02-23修回日期：2023-03-15赵温亮（1965），男，大专，高级工程师，主要从事水文地质及工程地质等领域的研究工作。E-mail：Geological Study on Dam Foundation Optimization of a Hydropower Station in GuizhouZHAOWenliang,GUOGuo,WANGSongjiang(PowerChinaGuiyangEngineeringCorporationLimited,Guiyang550081,China)Abstract：ConcretegravityDAMS,especiallyhighDAMSabove100meters,havehighqualityrequirementsforthebedrockmassofthedam.Forhigh-bornhydropowerstations,duetothedeepburiedsoftrockbelowthedamfoundationandthedevelopmentofweakinterlayers,theengineeringdesigntendstofocusonthesafetyofthedam,sothatthedamfoundationisdugtoodeep,resultingincertainwaste.Inviewofthis,thispapertakesalargehydropowerstationinGuizhouasanexampletoconductageologicalstudyontheoptimalselectionofthebasesurfaceofthedam.Throughthegeologicalreviewtest,thefeasibilityofusingsoftrockasthefoundationsurfaceofthedamisprovedbycomprehensivelyconsideringthephysicalandmechanicalpropertiesofthedamfoundation,suchasrockmassquality,rockmassphysicalandmechanicalparameters,rockmassdeformationresistance,rockmassbearingcapacityandsoon.Aftertheoptimizationdesign,theoverallheightofthedamfoundationwasraisedby13m,andtheresearchresultshaveachievedsignificanteconomicandsocialbenefits.Inaddition,thispaperalsoanalyzesandsummarizesthemainengineeringgeologicalproblemsexistingaftertheoptimizationofthedamfoundation,andtheengineeringtreatmentmeasuresfortheselectionofthefoundationsurfaceofhighgravitydamundersimilarconditionsKeywords：high-gravitydams;damfoundationoptimization;deepthicksoftrock;constructioninvestigation（上接 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