某小型水電站地質(zhì)安全性評價報告

某小型水電站地質(zhì)安全性評價報告1評價工作概述忠建河是清江中游南岸之最大支流，其開發(fā)研究始于20世紀(jì)60年代。xxxx工程系世行貸款項目，由多家股東組成。建設(shè)單位為xx宣恩xx水電有的監(jiān)測，若有向后緣發(fā)展趨勢，應(yīng)及時疏散或遷移該處居民，研究處置方案?！笨睖y設(shè)計院有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)和專業(yè)技術(shù)人員到xx庫區(qū)瞿家灣進(jìn)行了現(xiàn)場查勘，并進(jìn)行緣裂縫已形成30cm錯臺。表明滑坡體自xx水庫蓄水和運(yùn)行期間已發(fā)生明顯的xx水庫正常蓄水位490.0m，設(shè)計洪水位492.23m，校核（最高）洪水位錯動現(xiàn)象日趨明顯，最大落差達(dá)43cm。滑坡體上居民生命財產(chǎn)安全威脅，必須進(jìn)行地質(zhì)安全性評價，并確定滑坡2006年4月，受xx宣恩xx水電有設(shè)計院對xx水庫瞿家灣一帶滑坡體進(jìn)行地質(zhì)安全性評價工作。先后對評價區(qū)進(jìn)野外調(diào)查和室內(nèi)資料整理均按國土資發(fā)（2004）69號文要求進(jìn)行，工作質(zhì)量達(dá)到了技術(shù)要求的規(guī)定，所獲取的資料為本報告表2-1km2km23km2點組組6幅5套1（1）評價區(qū)域自然條件下的地質(zhì)災(zāi)害類型為滑坡，地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育程度屬中（2）評價區(qū)處于鄂西南山地，屬云貴高原的延伸地帶，評價區(qū)域內(nèi)的山脈呈東北～西南走向，河谷深切，山勢陡峻，海拔高程在370m～800m（4）評價區(qū)地層多為崩坡積、沖積堆積和頁巖、粉砂質(zhì)頁巖和粉砂巖。工2等大（II）型水利工程，屬于重點建設(shè)工程。因此，依據(jù)《縣xx水利水電樞紐工程庫區(qū)瞿家灣一帶滑坡體”地質(zhì)2評價區(qū)地質(zhì)環(huán)境條件忠建河是清江中游南岸最大的支流，流域跨xx省咸豐、宣恩、恩施三縣、下游遞減，主汛期為6～9月。的地質(zhì)歷史過程中地表水及地下水對碳酸鹽巖進(jìn)行著不同形式、不同強(qiáng)度的改谷之間多是30°~60°的陡坡或峻坡（見圖2-1）。表2-1巖溶臺面高程形成與下級臺面關(guān)系巖溶組合典型地段工程區(qū)內(nèi)相當(dāng)于區(qū)域內(nèi)分期Ⅲ級山原期左右早第三紀(jì)末30°左右斜坡相連。溶丘洼地為主大青山、加大灣地表分水嶺Ⅳ級山盆期850左右晚第三紀(jì)末15°~25°的斜坡相接。峰叢洼地為主萬寨、芋荷坪、板場、金龍坪一帶Ⅲ級云盆期600左右早更新世末峰叢（或溶丘）為主千師營，金龍坪，向家鄉(xiāng)等河谷形態(tài)多為深切“V”或“U”形峽谷，河床坡降大，水流湍急，險灘多。岸坡陡峻，峽谷中階地少見，在中間河鄉(xiāng)政府及宣恩 向褶皺和壓扭性斷裂及其與之直交或斜交的25°東，在北端北西翼，發(fā)育有次級小背斜和小向斜。核部由T2b地層組成，兩翼為T2j3、T2j2、T2j1及T1d等地層，南東翼120°~145°∠10°~35°,北西翼產(chǎn)狀345°∠30°~43°,在中間河附近發(fā)生倒轉(zhuǎn)。出區(qū)外，長約45km。軸向北10°~20°東，起伏明顯。核部地層為S，兩翼地層西北翼產(chǎn)狀N10°~35°E/SE∠25°~35°;南東翼產(chǎn)狀N30°~50°E/SE∠12°~25°。表2-2界系統(tǒng)中生界系中統(tǒng)巴東組灰色厚層微晶灰?guī)r，微晶白云巖，頂部為含粉砂質(zhì)粘土T2j3灰色細(xì)晶白云巖夾溶崩角礫巖、微晶白云質(zhì)灰?guī)r，底部T2j2T2j1灰色中厚層微晶灰?guī)r夾泥灰?guī)r，下部黃綠色頁巖灰色薄層微晶灰?guī)r夾泥灰?guī)r，下部黃綠色頁巖古生界P2dP2w深灰色厚層含燧石結(jié)核微晶灰?guī)r夾條帶狀生物碎屑灰?guī)r，P1mP1q2sh1lr黃綠、灰綠色頁巖夾灰綠色粉砂巖，粉砂質(zhì)區(qū)域性斷裂主要有恩施斷裂、建始斷裂和咸豐斷裂，據(jù)xx省地震局資料，范圍內(nèi)，歷史上無中強(qiáng)震記錄，僅有三次微震，震級皆為2～3級，震中烈度小中-薄層灰?guī)r中硬巖體、2-3粉砂巖與頁巖較軟巖巖體、2-4巖石單軸飽和抗壓強(qiáng)度大于60MPa，巖體結(jié)構(gòu)類型為Ⅱ類，以脆性變形為主，炭質(zhì)頁巖夾薄層炭質(zhì)硅質(zhì)巖、棲霞組（P1q）炭質(zhì)頁巖夾炭質(zhì)泥灰?guī)r、寫經(jīng)寺組巖，抗壓強(qiáng)度一般為5～15MPa，巖體結(jié)構(gòu)類型為Ⅳ類。巖體抗風(fēng)化能力較差，完整，巖石屬中硬質(zhì)巖至硬質(zhì)巖，巖石單軸飽和抗壓強(qiáng)度40～60MPa，巖體結(jié)構(gòu)類型為Ⅱ~Ⅲ類，以脆性變形為主，抗風(fēng)化能力強(qiáng)。同，其富水性差異極大。溶洞暗河地帶流量可達(dá)60～1000l/s，溶洞泉流量一般數(shù)升～100l/s，溶蝕裂隙泉水流量更小，一般小于10l/s。地下水埋藏較深。本3地質(zhì)安全性現(xiàn)狀評價細(xì)的勘察，評價區(qū)域表層分布著厚度為2.5～32m不等的松散沖積物和坡積物，下部基巖為砂頁巖，巖層傾向河床，傾角在60～75o。上部土體空隙大、透水性瞿家灣滑坡體位于忠建河左岸瞿家灣至秦家灣一帶（樁號13+259m~14+757m長1498m，寬500～700m。河流在此段形成“L”型彎曲，河床高程1131×104m3，后緣山體呈靠背椅形，滑坡體基座及后緣山體地層為S2sh及S1lr砂頁巖，滑坡體地形呈階梯狀分布，靠近水面處（470m）較陡，坡角在20～32o溝坡較陡，呈“V”字型。沖溝的流向基本與河流流向正交，沖溝內(nèi)高程分別為470m和520m左右，表層主要為含碎石粉質(zhì)粘土為主的坡積物，底部局部可見砂礫石，深度18～32m之間。下部為泥質(zhì)、粉砂質(zhì)頁巖。坡體表層為第四系全新統(tǒng)坡積堆積物（Q4dl下部為濱淺海相志留系我院在該區(qū)布置了10個鉆孔取芯勘察，勘探深度為40m左右，各孔均鉆家灣（3個勘探孔）三處滑坡趨勢比較明顯的地帶，勘探線布設(shè)在滑坡主滑方向表3-1孔位基巖巖性深度高程孔位基巖巖性深度高程ZK401泥質(zhì)粉砂巖24.4482.19ZK406頁巖27.7500.91ZK402頁巖507.18ZK407頁巖545.69ZK403頁巖523.89ZK408泥質(zhì)粉砂巖475.64ZK404頁巖26.1539.43ZK409頁巖510.19ZK405頁巖32462.22ZK410頁巖2.5524.91緣巖層為粉砂質(zhì)頁巖，層面為灰色，產(chǎn)狀為113o∠（2）裂隙：該區(qū)裂隙主要為構(gòu)造裂隙，其次為風(fēng)化裂隙。區(qū)內(nèi)裂隙發(fā)育廣均呈紅褐色，含薄層鐵質(zhì)氧化物。表3-2孔號水位埋深相應(yīng)高程孔號水位埋深相應(yīng)高程ZK401489.69ZK406510.61ZK4027.5512.28ZK4072.5545.19ZK403532.09ZK4084.2489.64ZK4047.8555.43ZK409515.29ZK4054.5489.72ZK410526.0130cm左右?；娉市逼聽睿瑳]有明顯的（2）劉家壩滑坡體Ⅱ：位于壩上游約2.7km處，前緣高程390m，后緣高（3）大溝灣滑坡體Ⅲ：位于壩上游約3.0km處，前緣高程39（5）秦家灣滑坡體V：位于xx水庫上游忠建河左岸3.8Km處，前緣高程推力法為主要計算方法，同時采用畢肖普（Bis在主滑剖面上取序號為i的一個條塊（圖3-1）分析其受力情況。其上作用外的水平向地震力KcWi及水壓力PWi第i條塊的下滑力：Ti=Wisinαi+Ei-1cos(αi-1-αi)第i條塊的抗滑力：Ni=cili+Wicosαitanφi+Ei-1cos(αi-1-αi)tanφi剩余下滑力Ei=Wisinαi-+Ei-1En=Wnsin+En-1（1-2）②組合荷載主要考慮重力、靜（動）水壓力和地震力的作用）Ni=Wisinαi-KcWcosαi+(PWi-1-PWi)sinαii+Ei-1cos(αi-1-αi)+PDicosβii-n和既不增大也不減小下（抗）滑力法（En在具體應(yīng)用時，若滑坡結(jié)構(gòu)及采用E-n（采用減小抗滑力）為宜。所以第n條塊λn為推力傳遞系數(shù)。作用的已知力有：條塊本身的重量Wi，水平作用力（例如地震慣性力）Qi，作用于條塊兩側(cè)的法向條間力Ei，和切向條間力Ti，條塊底部孔隙水壓力ui，土Wi+Xi-Xi+1-Tisinαi-Nicosαi=0（1-5）按照安全系數(shù)的定義及莫爾－庫倫準(zhǔn)則，土體底部的切向阻力Ti可表示為式中ui為滑裂面上的孔隙壓力。代入式（2求得土條底部總法向ΣWixi一ΣTiR+ΣQiei=0（1-9）式中，Xi及Xi+1是未知的，為使問題得解，畢肖普假定各土條之間的切向計算模型、參數(shù)與工況：滑坡穩(wěn)定性計算所用的模型依據(jù)5個縱剖面，即,凝聚力（C）21.5~表3-5C（kPa）5202530350.46210.53270.60310.68800.77290.84990.9236200.52230.59290.66340.74910.83400.91760.9916220.58370.65440.72490.81150.89640.98131.0607240.64670.71740.78790.87550.96031.04521.1301260.71140.78210.85260.94081.02601.1958280.77800.84870.91931.00741.09371.17861.2634300.84680.91750.98811.07631.16361.24851.3333320.91820.98891.05951.14771.23581.32091.4058水變動等因素，具體方案確定如下1）天然狀況2）現(xiàn)今470m水位3）470m水位+暴雨4）正常蓄水位490m5）正常蓄水位490m驟降至死水位計算結(jié)果分析：分別采用剩余推力法和Bishop法原理編制成的計算程序，表3-6工況剖面號天然狀態(tài)現(xiàn)今470m水位470m水位+暴雨490m水位490m~驟降452mPushBishopPushBishopPushBishopPushBishopPushBishop0.9932.039Ⅲ-Ⅲ′Ⅳ-Ⅳ′2.2072.233Ⅴ-Ⅴ′穩(wěn)定性評價標(biāo)準(zhǔn)：根據(jù)《xx省三峽庫區(qū)滑坡防治地質(zhì)勘察與治理工程技術(shù)（3）蓄水至470m水位，加之長期降雨，滑坡穩(wěn)定性系數(shù)急劇降低，最大470m水位，也不在490m水位，而是在上升過程中經(jīng)歷了穩(wěn)定性系數(shù)先降后升剖面接近極限狀態(tài)，如果有暴雨等誘發(fā)因素，為了了解天然狀態(tài)和蓄水后區(qū)內(nèi)斜坡巖土體的應(yīng)力分布特征及變形破壞特征，并進(jìn)行分析評價，特選用巖土工程數(shù)值分析的通用軟件FLAC3D進(jìn)行模擬論分析可以看出，采用可以模擬材料大變形的FLAC3D程序?qū)@種力學(xué)現(xiàn)象進(jìn)計算原理與方法：FLAC3D（ThreeDimensionalFastLagrangianAnalysisofContinua）是由美國ItascaConsultingGroupInc開發(fā)的三維快速拉格朗日分析程序，該程序適用于分析漸進(jìn)破壞和失穩(wěn)以及模擬大變形。FLAC3D是一種基于三維顯式有限差分法的數(shù)值分析方法，它可以模擬巖土或其他材料的三維力學(xué)行它包含了10種彈塑性材料本構(gòu)模型，有靜力l地震工程或巖爆研究中研究動力荷載對具有滑移傾向的地質(zhì)結(jié)構(gòu)的影至490m水位兩種，庫水位的作用采用程序中的滲流模式進(jìn)行模擬。模擬過程中，物理力學(xué)參數(shù)參照上一章中極限平衡分析結(jié)果進(jìn)行選?。ū肀?-72/ FLAC3D2.10JobTitle:SlopeFLAC3D2.10JobTitle:SlopeFLAC3D2.10JobTitle:Slope緩交接部位出現(xiàn)應(yīng)力集中，最大主應(yīng)力為7.0MPa，蓄水后應(yīng)力集中程度增大。表明，蓄水至490m水位后應(yīng)力分布規(guī)律基本不變。從X方向位移等值線圖可以看出，天然狀態(tài)下，斜坡變形以水平向為主，反向運(yùn)動，表明滑體在運(yùn)動過程中發(fā)生旋轉(zhuǎn)。而蓄水至490m水位后，斜坡水平(Ⅲ-Ⅲ′)剖面：最大主應(yīng)力出現(xiàn)在后緣陡緩交接部位，最大值為5.0MPa，蓄水后應(yīng)力集中程度研究表明，蓄水至490m水位后應(yīng)力分布規(guī)律基本不變。FLAC3D2.10JobTitle:SlopeFLAC3D2.10JobTitle:SlopeFLAC3D2.10JobTitle:SlopeFLAC3D2.10JobTitle:SlopeFLAC3D2.10JobTitle:SlopeFLAC3D2.10JobTitle:SlopeFLAC3D2.10JobTitle:SlopeFLAC3D2.10JobTitle:Slope9kPa。河谷底部出現(xiàn)應(yīng)力集中，但應(yīng)力集中程度不大，最大主應(yīng)力為4.0MPa，出自重應(yīng)力場的特征。研究表明，蓄水至490m水位后應(yīng)力分布規(guī)律基本不變。FLAC3D2.10JobTitle:SlopeFLAC3D2.10JobTitle:Slope滑坡前緣是潛在失穩(wěn)的關(guān)鍵部位，在治理和監(jiān)FLAC3D2.10JobTitle:SlopeFLAC3D2.10JobTitle:Slope