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1、桃林口水库大坝深层抗滑稳定分析与基础处理摘要河北省桃林口水库大坝为碾压混凝土重力坝，基岩为板状粉细砂岩与细粒石英砂岩互层。由于岩石弱风化层较厚且存在着缓倾角断层,通过利用定量参数确定最优建基面和进行深层抗滑稳定分析，对基础采取了综合处理措施，使建基面较初步设计普遍抬高4-9m,充分利用了弱风化岩体，并满足了基础稳定安全的需要，节约了工程量和投资。桃林口水库位于河北省秦皇岛境内的青龙河上，是一座集城市用水、农业灌溉、水力发电等综合利川的水利枢纽工程，为水利部和河北省重点工程建设项目。工程分两期建设，一期工程己于1992年10月开
2、工兴建，坝型为碾压混凝土重力坝，坝顶高程146.5m,最大坝高74.5m,总库容&59亿水电站装机容量2X10000KWo枢纽工程由电站坝段、底孔坝段、溢流坝段、两岸非溢流坝段和发电厂组成。1997年8月28日水库开始卜闸蓄水，1997年年底具备发电条件，全部工程于1998年年底竣工，目前工程运行正常。1、工程地质条件青龙河流域地屈燕山山脉东部，坝址处为不对称河谷，右岸是侵蚀岸，山崖陡立，岩石裸露;左岸因构造剥蚀，风化作用，山坡较缓,覆盖着山麓堆积物;河床宽约200m,表层为5-7m厚的砂卵石层。河床坝基系震旦亚界长城系大红峪
3、组岩层，岩性为青灰黑灰色薄层中厚层板状粉细砂岩与薄层中厚层细粒石英砂岩互层，以板状粉砂岩为主，石英细粒砂岩次之。岩层产状较平稳，走向NE20P-40P,倾向NW,倾角16P-27P。岩石致密、坚硬、仅局部层间夹有泥膜。河床坝基分布断层40余条，其中略人的有f】、f“f24、轴等断层。根据构造面的纽合关系分析，对坝基抗滑稳定彩响较人的为仇断层。f】断层为缓倾角逆断层，走向NE5-20P,倾向SE,倾角17-23°。破碎带宽度一般30-40cm,呈透镜状。断层泥人部分为黄褐色，泥屮含有岩屑，较多的约占60%以上。断层面起伏差较大，
4、其上普遍有石英岩脉，厚度约0.3-3cmof）断层与倾向NW的岩石层面町能构成双斜滑移面。尤其是该断层夹泥的抗剪强度较低，形成坝基深层滑动问题。经计算分析，对14=坝块彩响最人。根据河床坝基岩石48个439段勘探钻孔压水试验成果分析，属微透水地基；两岸透水性较小，受地质构造影响，河床部位透水性相对偏大。从透水性分布深度情况來看，一般是上部人，卜-部随深度增加而减小。基岩强风化层较薄，一般2-4m;但弱风化层较厚,-•般6-12m,厚者达17nio在初步设计屮，人坝建基面取在微风化岩石，基础开挖工程量较人。施工详图阶段，经过固结
5、灌浆试验和开挖出露的岩石，结合岩体强度、声波速度、风化程度、构造情况进行了综合分析，将河床坝块建基而抬高4-9mo使大坝基础部分为微风化，大部为弱风化中部偏卜岩石。为了保证坝基的整体性、均匀性、耐久性，采取挖除构造破碎部分和对表层岩体进行固结灌浆的处理措施，满足了碾压混凝土重力坝建坝要求。2、坝基深层抗滑稳定分析采用了以刚体极限平衡法为主，辅以有限单元法进行计算分析。2.1基木计算资料(1)坝体混凝土及坝基岩石物理力学指标见表2-1。表2-1部位容重Y(t/m3)弹模E(MPa)泊松比u允许抗压强度(MPa)允许抗拉强度(MP
6、a)坝体2.382.3X10"1/63.300.33基岩2.601.2X1010.283.500(2)各层面物理力学指标，见表2-2.表2-2层面名称计算厚度(m)弹模E(MPa)泊松比U抗明指标ff，cz(MPa)0.150.75X1030.450.40.40岩层层而侧滑动而0.011.2X1040.280.50.900.4混凝土-基岩界面0.0011.8X1040.200.651.050.7(3)其它计算参数其它计算参数有断层视倾角a,岩层层面(破裂面)视倾角B,滑动体与抗力体分界面上的抗力作用方向抗力角Y,各参数取值详见
7、表2-3o表2-3坝块编号a0Y1411°21.2°26.6°2.2刚体极限平衡法2.2.1计算公式经过比较，采用等稳定法较为合理；由于滑动而形式不同，又分为二折坡、三折坡、多折坡等计算情况。(1)二折坡计算公式K二瞬+gJcos昭加何斤滋)尺®仗岁血氏+c£+Fq(2)三折坡计算公式K,=(W-U.)fl+cili/Hi[(IV2+G2)cosa-H2sina-U2-/?sin(/-a)]/2+c2l2+Fc}H2cosa+(W2+G2)sina-/?cos(/-a)邑co?(+Q)_(叶+兰)2屮QN纠j(h+Q)+(爪
8、'+&)CO2Q+cT+Y53（3）多折坡计算公式Ki=（W1-U1）fl+cili/HiK_［（W?+G2）cosg2_H2sina2+c2l2+Fc{H2cosa2+（W2+G2）sina2K二［（巴+GJcossin久一〃”］九+c”/”+Fc—"H”cos%+（W”+
