3.5　大坝抗滑稳定研究

藏木水电站为混凝土重力坝，最大坝高116m，基础置于花岗岩基岩上，须研究其沿建基面、坝基（肩）软弱结构面产生滑移的可能性，即其抗滑稳定研究是十分必要的。

3.5.1　抗滑稳定研究的手段与方法

大坝抗滑稳定的研究，首先需明确抗滑稳定可能的滑移模式，即接触面滑动、浅层滑动、深层滑动的可能性研究；接触面滑动研究中工程地质需要提供岩体的物理力学指标、混凝土/岩体接触面抗剪断参数等；浅层滑动研究需明确坝基下岩体的抗剪强度是否小于混凝土/岩体接触面抗剪断强度、是否存在近水平的软弱带分布及由碎裂结构岩体组成的坝基等，工程地质需提供相应力学参数指标；深层滑动研究需查明建基面一定深度范围内软弱结构面的展布、规模、性状，分析各类结构面的组合、查明可能滑移的边界条件，提供结构面裂隙连通率、结构面抗剪强度指标等；利用刚体极限平衡理论、有限元分析等计算抗滑稳定安全系数。

3.5.2　大坝抗滑稳定研究

3.5.2.1　大坝抗滑稳定物理力学指标

为研究坝址区岩体的物理力学特性，藏木水电站开展了室内与现场测试工作，共完成岩体和结构面变形试验22点，强度试验16组，岩石磨片6片，室内岩石物理力学试验28组。根据坝址区岩体（石）工程特性及物理力学试验成果，类比相似工程经验，结合《水力发电工程地质勘察规范》（GB 50287—2006）提出了各类岩体、结构面物理力学参数地质建议值（表3.5-1、表3.5-2）。

坝址区岩体结构面以陡倾角和中等倾角结构面为主，缓倾角相对不甚发育。缓倾角结构面于小断层、挤压破碎带中不发育，于节理裂隙中相对发育。其中以J23，N40°～55°W/SW∠20°～30°和J28：近EW/S∠25°～35°较发育，且主要发育于左岸溢流坝段7号、8号坝段坝坝基中、上部位。Ⅱ级岩体缓倾角裂隙连通率约为20％，Ⅲ1级岩体缓倾角裂隙连通率约为30％，Ⅲ2级岩体缓倾角裂隙连通率约为40％。

缓倾角结构面延伸长一般3～10m，以波状起伏为主，偶见平直结构面，裂面普遍闭合，较紧密，少量裂面微张。裂面以刚性结构面为主，部分为岩块岩屑型，偶见岩屑夹泥型，间距一般为0.5～2m，未见成带分布的情况。

3.5.2.2　大坝抗滑稳定研究

1.接触面抗滑稳定研究

建基面未见控制性滑移面，坝基岩体强度大于混凝土强度，对不同岩体质量的建基面提供了相应的岩体/混凝土抗剪断强度指标，计算中根据建基面各级岩体比率进行加权平均，求取接触面综合抗剪断强度指标，计算成果表明：藏木水电站各坝段建基面在正常工况和设计地震工况下的抗滑稳定应力都能满足规范要求，各坝段不存在接触面抗滑稳定问题。

2.浅层抗滑稳定研究

藏木水电站各坝段建基面主要岩级分别为Ⅱ级、Ⅲ1级及Ⅲ2级，岩体本身的抗剪强度不低于岩体/混凝土抗剪断强度，浅层岩体的剪切破坏可能性小；建基面未见近水平产出的软弱岩层分布，不易产生滑移变曲；建基面岩体结构以次块、镶嵌状结构为主，碎裂状岩体占比小，剪动滑移的可能性小。综上，藏木水电站各坝段坝基不存在浅层抗滑稳定问题。

3.深层抗滑稳定研究

1号坝段建基面无长大控制性软弱结构面及强风化岩体发育，不存在整体抗滑稳定问题。坝基侧向抗滑稳定主要受局部发育的中缓倾坡外结构面及结构面不利组合控制：①N45°～50°W/SW∠35°～40°，②N15°～35°E/SE∠75°～80°，③N65°～80°W/SW∠70°～85°和④N35°W/NE∠40°。其中①分别与②、③、④等组合可能对坝基侧向抗滑稳定不利；①、②、④组合及①、②、③组合亦可能对坝基侧向抗滑稳定不利；经水工复核计算，满足规范要求。

2号坝段下可能构成危险滑移通道的裂隙为：①N45°～50°W/SW∠35°～40°，②N20°～30°E/NW∠20°～25°，未发现错动带。经计算在正常工况下安全系数小于3.0，在设计地震工况下安全系数小于2.3，故深层抗滑稳定需要采取工程措施。施工将坝后平台加高至3250.00m高程。采取处理措施后，2号坝段的深层抗滑计算成果满足规范要求。

3号坝段可能影响侧向抗滑稳的不利裂隙组合为：①N0～30°E/SE∠65°～80°、②N55°～70°W/SW∠70°～75°、③N40°～55°W/SW∠35°～40°及④N60°～70°E/NW∠25°～40°组合，经水工建筑物计算复核，不存在侧向抗滑稳定问题；可能构成深层危险滑移通道的裂隙为：③N40°～55°W/SW∠35°～40°，④N60°～70°E/NW∠25°～40°，采用等K法计算，3号坝段深层抗滑稳定满足要求。

4号坝段可能影响侧向抗滑稳的不利裂隙组合为：①N62°W/NE∠22°～30°分别与②N55°～70°W/SW∠70°～75°及③N5°W/SW∠25°～30°组合，经水工建筑物计算复核，不存在侧向抗滑稳定问题；可能构成深层危险滑移通道的结构面为：缓倾下游裂隙④N30°～40°W/SW∠35°～45°、⑤近SN/E∠10°～15°及近水平裂隙⑥N15°～30°W/NE∠15°～20°，采用等K法计算，4号坝段深层抗滑稳定满足要求。

5号坝段可能影响侧向抗滑稳的不利裂隙组合为：①N30°～35°W/NE∠75°～85°、②N5°～20°W/NE∠15°～20°、③N50°～70°E/NW∠45°～55°及④N10°～15°E/NW∠35°、⑤N30°～45°W/SW∠70°～80°，经水工建筑物计算复核，不存在侧向抗滑稳定问题；可能构成深层危险滑移通道的结构面为：②N5°～20°W/NE∠15°～20°，⑥N20°～40°E/NW∠20°～40°。采用等K法计算，5号坝段深层抗滑稳定满足要求。

6号坝段可能影响侧向抗滑稳的不利裂隙组合为：①N20°～40°E/NW∠20°～40°、②N30°W/SW∠20°～30°、③N70°～90°W/SW∠75°～85°及④近SN/E∠75°～80°、⑤N75°W/SW∠75°，经水工建筑物计算复核，不存在侧向抗滑稳定问题；可能构成深层危险滑移通道的结构面为：①N20°～40°W/NE∠20°～40°与⑥N0°～15°E/NW∠20°～35°组合，采用等K法计算，6号坝段深层抗滑稳定满足要求。

7号坝段的台阶状开挖的最大角度为26°，可能构成危险滑移通道的裂隙为：①N15°～35°W/SW∠25°～30°，②N20°～40°E/NW∠20°～40°，③N50°～70°E/NW∠45°～55°及④近EW/S∠35°～40°。结构面在坝轴线方向的视倾角小于坝段的台阶开挖最大角度，同时从坝基岀露的裂隙分布来看，④号裂隙仅岀露在（坝）0+035处，不影响7号坝段的整体侧向抗滑。复核①、②、③这3组结构面对7号坝段侧向抗滑稳定的影响，其侧向抗滑稳定计算成果表明：侧向抗滑稳定极限承载能力满足要求；7号坝段可能构成深层危险滑移通道的裂隙为：①、②及⑤SN/E∠75°～80°、⑥N40°～60°W/SW∠20°～30°，采用等K法计算，7号坝段的深层抗滑稳定满足规范要求。

8号坝段开挖地质揭示情况，建基面以下存在几组缓倾河床的裂隙，可能存在侧向抗滑稳定不满足要求的问题。但建基面地质条件较前期地质条件略优，通过计算分析后如存在侧向稳定问题，可考虑主要通过调整坝段结构（如并缝）等措施解决，不影响建基面确定；8号坝段可能构成深层危险滑移通道的裂隙为：①N45°E/SE∠25°、②N60°E/NW∠35°～40°、③SN/E∠60°～75°、④N45°W/NE∠35°，⑤N40°～45°W/SW∠20°～30°。经分析计算8号坝段的深层抗滑稳定满足设计要求。

9号坝段可能影响侧向抗滑稳定的裂隙组合为：近SN/E∠70°～80°的挤压破碎带与裂隙①近EW/N∠20°～30°组合；②N60°～75°W/SW∠70°～85°与③N50°～70°W/SW∠30°～40°组合；④SN/E∠60°～75°与⑤近SN/E∠15°～20°组合及③与⑥N30°～45°W/NE∠30°～40°组合，经水工建筑物稳定复核计算，不存在侧向抗滑稳定问题。可能构成深层危险滑移通道的结构面为：挤压破碎带、①、④、⑦N0°～20°E/NW∠60°～75°，⑧近EW/S∠15°～20°，采用等K法计算，复核结果表明9号坝段的深层抗滑稳定满足规范要求。

10号坝段对深层抗滑稳定影响较大的裂隙有：倾向下游的①N10°～20°E/SE∠15°、②N35°～45°W/NE∠25°～40°、③SN/E∠60°～75°、④N65°～75°W/SW∠70°～80°、⑤N60°～70°W/SW∠45°、⑥N0～20°E/SE∠5°～15°；倾向上游的主要有：⑦近EW/N∠30°～35°、⑧N60°E/NW∠75°、⑨N0～20°E/NW∠60°～75°。此外，产状N10°E/NW∠65°～75°和N60°～70°W/NE∠40°～50°的挤压破碎带也作为一种滑移组合通道，沿下游建基面滑出计算。10号坝段各滑移通道计算结果都满足规范要求。根据计算结果本坝段均无需采取深层抗滑处理措施，但对部分坝基出露的特定结构面区域，施工中进行了坝基挖除置换处理并加强固结灌浆措施。

11号坝段可能影响侧向抗滑稳定的裂隙组合为：①N10°～20°E/SE∠15°分别与②N15°～20°E/NW∠60°、③N65°～70°W/SW∠70°～80°组合，④近EW/S∠25°～40°分别与②、③组合，⑤N0～10°E/SE∠75°～80°分别与⑥N40°～50°E/NW∠60°～70°、⑦N40°～60°W/SW∠20°～30°组合，⑧N50°～70°W/NE∠45°～55°分别与零星发育的裂隙N40°W/NE∠10°～20°、近SN/E∠25°～45°组合。经水工建筑物稳定复核计算，不存在侧向抗滑稳定问题；可能影响深层抗滑稳定的裂隙有：①、④、⑥、⑦及⑨N0～15°W/NE∠60°～80°、⑩近EW/N∠30°～35°、N15°～20°E/NW∠60°组合。此外，产状N60°～70°W/NE∠40°～50°的挤压破碎带也应作为一种滑移组合通道，沿下游建基面滑出计算。其中最危险的组合为①与挤压破碎带组合，沿建基面滑出。深层抗滑稳定采用等K法计算，计算结果满足规范要求。根据计算结果本坝段无需采取深层抗滑处理措施，但部分坝基出露的特定结构面区域，施工中进行坝基挖除置换处理。另外，Ⅲ2类岩石主要分布在建基面中、后部，结合清基技术要求进行了清理，并加强固结灌浆措施。

12号坝段可能影响侧向抗滑稳定的裂隙组合为：①近EW/N∠35°～45°分别与②近SN/E∠65°～75°及产状为N15°～25°W/NE∠70°～85°的小断层f21组合，③近EW/S∠15°～25°分别与④N30°～45°W/NE∠45°～65°等组合，⑤N50°～70°W/NE∠45°～55°、⑥N0～15°E/SE∠60°～70°、⑦N60°W近直立组合，经水工建筑物稳定复核计算，不存在侧向抗滑稳定问题；影响深层抗滑稳定的裂隙有：①、③及⑤组合。此外，产状近EW/N∠40°～50°的挤压破碎带也应作为一种滑移组合通道，沿下游建基面滑出计算；其中最危险的组合为③及挤压破碎带沿建基面滑出，深层抗滑稳定采用等K法计算，计算结果满足规范要求。

13号坝段可能影响侧向抗滑稳定的裂隙组合为：①N0～15°W/NE∠60°～80°分别与②近EW/S∠20°、③N0～20°E/NW∠60°～75°、④N15°E/NW∠58°及沿④发育的挤压破碎带组合，产状为N0～20°W/NE∠45°～60°的小断层f22分别与⑤N35°～50°E/NW∠50°～70°、⑥N65°～70°W/SW∠70°～80°组合，⑤分别与④、⑥及产状近N15°E/NW∠58°的挤压破碎带组合。经水工建筑物稳定复核计算，不存在侧向抗滑稳定问题；可能构成深层危险滑移通道的裂隙为：②、④及沿④发育的挤压破碎带、⑥、⑦N35°E/NW∠25°组合，深层抗滑稳定采用等K法计算，计算结果满足规范要求。

14号坝段可能影响侧向抗滑稳定的裂隙组合为：①N0～30°E/NW∠50°～65°分别与②N60°～70°W/NE∠40°～60°、③N0～20°W/NE∠45°～60°组合，产状N65°～70°W/NE∠40°及N70°～75°W/NE∠25°～30°的挤压破碎带组合，经水工建筑物稳定复核计算，不存在侧向抗滑稳定问题；可能影响深层抗滑稳定的裂隙有：①、③、④及⑤N10°～15°W/NE∠15°～20°、⑥N30°～55°W/NE∠20°～25°组合，深层抗滑稳定采用等K法计算，计算结果表明14号坝段坝基特定结构面对深层抗滑稳定不构成危险滑移块体，满足规范要求。

15号坝段可能影响侧向抗滑稳定的裂隙组合为：①N60°～70°W/NE∠40°～60°分别与②N70°～80°W/SW∠75°～85°、③近SN/E∠65°～75°组合，产状N35°～40°W/NE∠45°～55°的挤压破碎带分别与②、③组合，④近EW/N∠30°～40°与②组合，⑤N40°～60°W/NE∠20°～30°分别与②、⑥N0～20°E/NW∠60°～75°组合，产状为N70°～75°W/SW（NE）∠70°～75°的小断层f5与⑦N80°～90°E/NW∠55°～65°组合，经水工建筑物稳定复核计算，不存在侧向抗滑稳定问题。可能构成深层危险滑移通道的裂隙为：②、⑤及产状为N50°～60°W/NE∠50°～70°的挤压破碎带组合，深层抗滑稳定采用等K法计算，计算结果表明15号坝段滑移通道一在正常工况下安全系数小于3.0，故深层抗滑稳定需要采取工程措施。施工中对产状为N50°～60°W/NE∠50°～70°的挤压破碎带进行了刻槽处理，采取处理措施后，15号坝段的深层抗滑计算成果满足规范要求。

16号坝段可能影响侧向抗滑稳定的裂隙组合为：产状为N50°～60°W/NE∠50°～70°、N35°～40°W/NE∠45°～55°的两条挤压破碎带及裂隙①N60°～70°W/NE∠60°、②近SN/E∠30°分别与③N65°～80°W/SW∠70°～80°、④近SN/E∠65°～75°及产状为N70°～75°W/SW（NE）∠70°～75°的小断层f5组合，经水工建筑物稳定复核计算，不存在侧向抗滑稳定问题；可能构成深层危险滑移通道的裂隙为：①、②、③、④及⑤N45°E/NW∠25°组合，深层抗滑稳定采用等K法计算，计算结果表明16号坝段的深层抗滑稳定满足规范要求。

17号坝段建基面以下存在几组缓倾河床的裂隙，可能存在侧向抗滑稳定不满足要求的问题。分析认为，建基面地质条件较前期地质条件略优，计算分析后如存在侧向稳定问题，可考虑通过调整坝段结构（如并缝）等措施解决，不影响建基面确定；17号坝段建基面下部未发现断层带，可能构成深层滑移的裂隙为：①N55°～75°W/SW∠65°～80°、②N0～20°E/NW∠60°～75°、③近SN/E∠20°～35°、④N45°～50°W/SW∠50°～60°及产状为N60°～75°W/SW∠70°～80°的小断层f5组合。深层滑动采用等K法计算，计算结果表明17号坝段的深层抗滑稳定满足规范要求。

18号坝段建基面以下存在几组缓倾河床的裂隙，可能存在侧向抗滑稳定不满足要求的问题。初步分析认为，建基面地质条件较前期地质条件略优，计算分析后如存在侧向稳定问题，可考虑主要通过调整坝段结构（如并缝）等措施解决，不影响建基面确定；18号坝段可能构成深层滑移的裂隙为：①N40°E/SE∠30°、②近SN/E∠30°、③近③SN/W∠30°。18号坝段发育4条挤压破碎带，产状均为陡倾，且发育位置不能构成顺河向滑移面。深层滑动采用等K法计算，计算结果满足规范要求。

19号坝段无大规模控制性软弱结构面及大范围强风化岩体发育，不存在整体抗滑稳定问题。抗滑稳定主要受局部裂隙不利组合控制：①N55°～75°W/SW∠65°～80°分别与②SN/E（W）∠30°、③N10°～30°W/NE∠25°～45°、④N40°～60°W/NE∠20°～30°组合可能对侧向抗滑稳定不利；①、⑤N20°W/NE∠40°～55°分别与④、⑥近EW/N∠20°～30°组合可能对顺水流向抗滑稳定不利。经等K法计算，结果满足规范要求。