构皮滩拱坝坝基岩溶处理设计.pdf

水电 2006 国际研讨会 构皮滩拱坝坝基岩溶处理设计 曹去修 王志宏 胡清义 长江勘测规划设计研究院，湖北， 武汉， 430010，caoquxiu@163.com 摘要：构皮滩拱坝最大坝高 232.5m，是岩溶地区在建最高的拱坝。本文从坝基和坝体的应力 和稳定条件出发，根据坝基地质情况，系统论述了坝基岩溶处理的范围，岩溶探测方法，以 及不同部位不同规模的坝基溶蚀缺陷处理措施，重点阐述了坝基深层地质缺陷处理以及右岸 k280 溶槽的处理方案，对岩溶地区高拱坝基础处理设计具有很好的参考价值。岩溶渗控处理 不在本文讨论范围之内。 关键词：构皮滩拱坝；岩溶；地质缺陷；抗滑稳定；变形稳定 1 坝址工程地质概况 1.1 工程地质条件 构皮滩拱坝位于贵州省余庆县构皮滩口上游 1.5km 的乌江干流上，最大坝高 232.5m，是 目前岩溶地区在建最高的拱坝，坝基地质条件复杂，岩溶系统较发育，坝基处理难度较大。 坝址出露地层从上游至下游为二迭系～寒武系中、上统，岩层走向 NE35°，与河流近乎正交 且倾向上游，倾角 45°～55°，为横向河谷。坝基置于二迭系下统茅口组厚层灰岩上（P1m1 ）， 其中河床坝段主要座落在 P1m1－1 层上，两岸坝基主要座落于 P1m1－2、P1m1－3 层上， P1m1－1 层为两岸 拱座的主要抗力岩体，坝基下游为二迭系下统栖霞组灰岩（P1q ）。 1.2 岩溶地质缺陷 1.2.1 地质缺陷探测方法 地质缺陷探测的主要方法有：地质勘探平洞，钻孔声波测试法、地震波测试法以及 地质雷达波测试。地质勘探平洞直观，准确，但探测成本高，探测范围有限；声波测试、地 震波测试及地质雷达测试方法简便，但直观性准确性较差。 1.2.2 主要岩溶地质缺陷及其性状 构皮滩拱坝坝肩的主要地质缺陷为分布在两岸与岩层走向基本平行的夹层、层间错动带、 NW 及 NWW 向裂隙、岩溶洞穴等。规模较大的层间错动有 F 、Fb 、软弱夹层有 P 1－2 层底部 b112 113 1m 风化～溶滤带（含 Fb114 ），拱端附近平洞揭露的溶蚀洞穴主要有KD46－6、KD48－8、K280 等， 在坝基开挖过程中揭露的溶洞有 K1～K6，其中，K280 在坝肩开挖和建基面处理过程中逐渐揭 露，横穿右岸拱肩槽，从高程580.0m铅垂向下发育至高程 510.0m左右，建基面出露高程555.0m 左右，垂直高度 50m 左右，最宽处 5～6m，溶槽离建基面较近，是坝基面最大的岩溶地质缺 陷。 1.3 主要工程地质问题 241 水电 2006 国际研讨会 (1)抗滑稳定 坝址区岩层倾向上游，倾角 45°～50°，坝基及拱座抗滑稳定性较好，但受 NW、NWW 向 陡倾角断裂发育，且溶蚀强烈，其发育方向与拱端推力方向夹角较小，构成了对拱座抗滑稳 定不利的侧向滑移面。坝肩稳定分析采用刚体极限平衡法，假定上游脱开面为沿坝踵的铅垂 柱面，底滑面为水平面，地表坡面及坝肩下游顺层发育的规模较大的软弱结构面为临空面， 计算结果表明，拱座抗滑稳定安全系数小于 3.5，不能满足规范要求，需对坝肩下游侧持力 范围内的软弱结构面进行加固处理。 (2)变形稳定 拱座岩体的变形稳定，主要受 Fb112 、Fb113 、P1m1-2 底部风化～溶滤带、溶蚀洞