浅论黄河茨哈峡水电站引水发电进水口倾倒体边坡成因机制及稳定性研究

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1、成都理工大学硕士学位论文黄河茨哈峡水电站引水发电进水口倾倒体边坡成因机制及稳定性研究姓名：魏伟申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：付小敏;聂德新20100601摘要黄河茨哈峡水电站引水发电进水口倾倒体边坡成因机制及稳定性研究作者简介：魏伟，男，1983年02月生，师从于付小敏教授、聂德新教授，2010年7月毕业于成都理工大学岩土工程专业，获得工学硕士学位。摘要茨哈峡水电站位于黄河上游青海省兴海县与同德县交界处的茨哈峡峡谷内，它是以发电为主，兼有防洪、拦沙等功能的综合性水利水电工程。电站初拟坝高为250m，装机容量为1800～2000MW。茨哈峡

2、水电站坝肩边坡垂直高差约400m，且受河流下切的影响，整个峡谷谷坡陡峻，自然坡度一般在40°以上，局部地方可达60°以上，而进水口边坡则主要位于一层状结构的倾倒体斜坡之上，且开挖边坡的垂直高差约90m左右，因此如何科学的调查分析进水口斜坡的倾倒深度、倾倒范围及开挖边坡的稳定性等，就成为了这一阶段急需解决的问题。为此本文详细的阐述了黄河茨哈峡水电站引水发电进水口边坡的工程地质环境条件，对进水口边坡倾倒体的成因机制及空间展布特征、边坡岩体结构特征及力学性质进行了分析研究，采用野外定性分析和SMR定量分析相结合的方法对边坡岩体质量进行了分级研究，在此基础上

3、，采用赤平投影、块体理论与极限平衡法对工程边坡的块体及整体稳定性进行分析，得出了以下主要的研究成果：（1）进水口边坡主要位于三叠系中统第三岩组、薄层-互层状的中细粒结构的砂岩和泥质板岩上。边坡中的结构面较为发育，其中最为发育的一组断裂（弱性结构面）与岩层的走向大致平行，即为一层间错动带或者挤压带。（2）在理论上，岩体的倾倒变形分为：原始状态即岩层未发生变形的阶段，卸荷回弹、陡倾面拉裂阶段，岩层弯曲、拉裂面向深部扩展并向坡后推移阶段，以及岩层终因弯曲程度过大而从根部折断、压碎的四个阶段。进水口斜坡倾倒体主要是受斜坡地形地貌及坡体结构特征、陡倾薄层状的岩

4、体、地应力方向以及由岩性差异性卸荷回弹所引起的。（3）通过现场对平洞及钻孔岩层倾角的统计分析知：倾倒体在剖面展布上，其倾倒深度与岩体强风化带、强卸荷带具有较好的一致性；在倾倒体的平面展布特征上，10号倾倒体主要分布于一突出的山梁上，上下游边界分别为两条较大的冲沟，底部高程在2849-2853m之间，顶部高程为边坡顶部平台附近。（4）在进水口边坡的结构特征分析中，将进水口边坡的结构面分为Ⅲ、Ⅳ、I成都理工大学硕士学位论文Ⅴ三级，其中以Ⅳ、Ⅴ二级的层间结构面最为发育。（5）采用现场定性分级与SMR定量分级的方法，对边坡进行岩体质量分级。在层状结构的进水口

5、边坡中，由于受到岩体倾倒、卸荷变形的影响，将倾倒体范围内岩体划为以Ⅳ级岩体为主，将倾倒体底部边界附近岩体划为Ⅲ2级岩体为主，而倾倒体以里岩体由于普遍已进入弱风化带内，故将其划为以Ⅲ1级岩体为主。（6）在对进水口边坡的长大结构面统计的基础上，运用赤平投影方法、块体理论、极限平衡方法对边坡在各种工况下的块体稳定性及整体稳定性进行的分析研究知：边坡块体稳定性和整体稳定性在各种工况下都具有较高稳定性系数，只有局部块体在暴雨工况下或是地震工况下的稳定性系数降到了1.0以下，使得这些块体可能会出现失稳破坏的现象；边坡整体的稳定性系数在各种工况下都大于1.3，边坡

6、整体的稳定性较好。关键词：倾倒体岩体结构岩体质量分级稳定性分析IIAbstractThegeneticmechanismandStabilitystudyonhydropowerstationdiversionandpowerintaketiltingbodyslopeforCihaGorgeoftheYellowRiverAuthor:WeiWei,male,HealthinFebruary1983,wherehestudiedwithProfessorFuXiaominandProfessorNeidexinChengduUniversityof

7、Technology,inJuly2010graduatedfromtheChengduUniversityingeotechnicalengineering,receivedaMasterofScience.AbstractCihaGorgehydropowerstationlocatesintheCihagorgeofxinghaicountyandtongdecountyQinghaiprovincejunction.Itisacomprehensivewaterconservancyandhydropowerprojectwhichtakes

8、powergenerationasprimary,combinesflood-preventionandsa