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锦屏一级水电站建基岩体地质缺陷评价研究

李敏博  
【摘要】:在建的锦屏一级水电站位于雅砻江下游锦屏大河湾之西侧。坝型为双曲拱坝,设计坝高305m,总库容77.6亿m3,电站装机容量3600MW。 本文以锦屏一级电站建基岩体地质缺陷为研究对象,基于前期研究成果、现场调查资料及测试成果,分析、总结了建基岩体的地质特征、空间分布及其岩体质量特征;采用数值分析方法补充性地研究了前期未进行精细研究评价的Ⅲ2级岩体和绿片岩在大坝施工期的力学响应,主要成果及结论如下: 1)通过进一步分析前期研究成果及现场调查资料,分析总结了建基岩体中地质缺陷特征,地质缺陷主要包括断层、Ⅲ2级岩体和绿片岩等3类,总结了其发育特征,岩体质量特征。 2)根据施工详图阶段对地质缺陷的声波、变模测试成果及建立的相关关系,分析总结了建基岩体地质缺陷的岩体完整性。 3)通过对右岸建基面EL1 730~1 670m梯段Ⅲ2级岩体在施工期大坝作用下的力学响应进行FLAC3D数值分析,主要有以下认识:在对Ⅲ2级岩体区域不处理情况下最大主应力为-17.9MPa,在现处理方案下最大主应力为-14.6MPa,即在现处理方案下应力集中范围和量值有所减小,最大主应力减小了3.3MPa;塑性变形区域也变小了,且拉破坏区明显减小,建基岩体表层的剪切破坏区范围也变小;Ⅲ2级岩体区沉降在不处理情况下为1.49mm,现处理方案下沉降值为1.47mm,减小了0.02mm,整体沉降在不处理情况下为10mm,现处理方案下沉降值为7.28mm,减小了2.72mm;不处理情况下Ⅲ2级岩体附近的剪应变增量为2.7e~(‐3),在现处理方案下剪应变增量为7.6e~(‐4),减小了2e~(‐3);不处理情况下剪应变率为2.1e~(‐8),在先处理情况下剪应变率为1.9e~(‐8),减小了0.2e~(‐8),故现处理方案对大坝的稳定有利。 4)通过对右岸建基面EL1 860~1 830m梯段绿片岩在施工期大坝作用下的力学响应进行FLAC3D数值分析,主要有以下认识:在对绿片岩区域不处理情况下最大主应力为-17.2MPa,现处理方案下最大主应力为-16.0MPa,应力集中范围和量值有所减小,最大主应力减小了1.2MPa;塑性变形区域变小,且拉破坏区明显减小,建基岩体表层的剪切破坏区范围也变小;绿片岩区在不处理情况下沉降为7.8mm,在现处理方案下沉降为0.15mm,沉降减小了7.65mm,整体沉降在不处理情况下沉降为15.9mm,在现处理方案下沉降为13.8mm,整体沉降减小了2.1mm;绿片岩体区域在不处理情况下的剪应变增量为2.16e~(‐2),在现处理方案下剪应变增量为1.85e~(‐3),减小了2e~(‐2);在不处理情况下剪应变率为6.9e~(‐8),在现处理方案下剪应变率为2.63e~(‐8),减小了4.27e~(‐8),故现处理方案对大坝的稳定有利。 5)结合现有研究成果及数值模拟的结果,针对性地提出了处理建议:建议对右岸建基面EL.1730~1 670m梯段Ⅲ2级岩体区域进行进行置换处理;右岸EL.1 830以上的Ⅲ2级岩体通过坝基加密固结灌浆进行处理;f14断层两侧Ⅲ2级岩体结合f14断层的开挖一并进行处理;右岸EL.1 710~1 620m坝趾区及下游扩挖区进行加固处理;左岸1 730平台附近的梯段Ⅲ2级岩体跟平台一起综合处理。建议对建基面出露的风化绿片岩采用浅部置换的方式进行处理,不能完全置换的部分通过坝基加密固结灌浆进行处理。


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