张峰水库下伯候不稳定岸坡稳定性分析

《张峰水库下伯候不稳定岸坡稳定性分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、张峰水库下伯候不稳定岸坡稳定性分析陈世伟（水利部山西水利水电勘测设计研究院太原030024）摘要:库区周边不稳定岸坡在水库蓄水运行后，当遇到特殊外力作用时，经常出现大规模滑塌，对水库运行甚至大坝安全造成一定影响。文中对张峰水库库区下伯候不稳定岸坡沿其软弱夹层的滑动进行了定性分析和定量计算，并提出了相应处理建议。关键词不稳定岸坡软弱夹层赤平投影图地震安全系数中图分类号：TV222文献标识码：B1工程概况张峰水库位于山西省晋城市沁水县郑庄镇张峰村北约2km的沁河干流上。工程包括枢纽工程和输水工程两部分，属大（2）型Ⅱ等工程。枢纽工程主要建筑物等

2、级为2级，包括拦河坝、导流泄洪洞、溢洪道、供水发电洞、渠首电站及渠首输水泵站等。坝顶高程763.8m，最大坝高72.2m，正常蓄水位759.0m，总库容3.94亿m3，坝型为黏土斜心墙堆石坝。输水工程为Ⅲ等工程，包括总干、一干、大阳联接段、二干、三干，由隧洞、渠道、倒虹吸、渡槽、扬水站及压力管道等组成。2不稳定岸坡工程地质条件该不稳定岸坡位于张峰水库库区左岸下伯候村至上伯候村之间，为岩质岸坡，河水在此处走向为N6°～11°E，距大坝约5.5km。不稳定岸坡高程850～890m，河床高程约715m，顺河方向长约300m，垂直河流方向宽约100

3、m，岸坡坡向为NW，坡度为20°～50°。不稳定岸坡上下游分别发育一沟，沟宽80～150m，延伸较远。出露地层上覆第四系中更新统洪积、坡残积紫红色低液限黏土和混合土碎石层，厚10～20m，其中混合土碎石具架空结构；岸坡及冲沟两侧出露中生界三迭系下统刘家沟组灰紫红色厚层细粒长石砂岩夹紫红色薄层砂质泥岩。该岸坡所处区地震动峰值加速度值0.10g，地震烈度为7度，地震动反应谱0.45s。基岩岩层产状为N13°～31°E.NW∠6°～12°。据现场节理裂隙统计，主要发育两组剪性节理裂隙为：①N20°～30°E.SE∠50°～70°；②N60°～80

4、°E.SE∠60°～80°。节理面平直光滑，宽0.5～5mm，延伸较长，裂隙间距0.5～2m，属较发育，多无充填。地下水类型为碎屑岩类裂隙水，主要接受大气降水补给，向右侧河流排泄，水力坡度3o～5°-6-。由于位于砂页岩区，砂岩与泥页岩互层性较发育，故该岸坡局部存在上层滞水。3不稳定岸坡稳定性分析和计算3.1不稳定岸坡稳定性分析3.1.1定性分析不稳定岸坡存在的三要素为临空面、滑面和后缘，而岩质岸坡的地形地貌、岩层产状、岩性、节理裂隙发育程度及外力作用（库水、地震）又成为上述三要素的子要素。首先，该不稳定岸坡上下游发育两条近乎垂直河流的冲沟

5、，上游冲沟高程725～830m，沟宽20～50m，延伸长约140m，下游冲沟高程720～820m，沟宽15～30m，延伸长约120m，由以上两冲沟和河床可构成不稳定岸坡的侧向切割面和临空面，使该岩坡具双沟同源性。其次，该不稳定岸坡坡向为NW，坡度为25°～50°，岩层倾向也为NW向，与地形坡向一致，而倾角为6°～12°，其倾角小于不稳定岸坡坡角。另据现场勘察资料，岸坡由粉砂岩、砾岩、细砂岩夹砂质泥岩组成，在727.55m高程以上岩层中夹5层厚分别为2.65m、0.99m、0.40m、0.50m、0.35m的紫红色泥岩，这5层泥岩在河床之上的

6、岸坡也有出露，可视为不稳定岸坡的滑面。再次，该岸坡基岩中节理裂隙较为发育，其相互切割可构成不稳定岸坡的侧向切割面和拉裂面（后缘）。据滑面为单一结构面的岩质滑坡经验，当滑面倾角大于10°，地面坡度大于25°，且坡向与岩层倾向一致时，不稳定岸坡较易产生滑动，该不稳定岸坡完全符合上述条件。当水库蓄水后，该不稳定岸坡部分将被库水长期冲刷和淘蚀，不但导致部分岩体物理力学性质降低（如内摩擦角、抗剪强度），增加不稳定岸坡重度和下滑力，同时也消弱了岸坡岩层的支撑力。在雨季，大量雨水将沿第四系松散的低液限粉黏土和具架空结构的混合土碎石等透水通道渗至基岩面，然

7、后再顺基岩中拉裂的结构面渗至高程约730m相对隔水层砂质泥岩后停止。从以上分析不难看出，水库正常蓄水后，该不稳定岸坡中砂质泥岩夹层将被库水和雨水长期浸泡软化形成较为稳定的滑面，在特定的外力作用下（如洪水或地震等），该岸坡极易失稳产生局部松动、坍滑，甚至整体滑动，对水库产生不利影响。3.1.2赤平投影图解法分析据野外勘察时所收集的原始资料，对该不稳定岸坡边坡、岩层产状、节理裂隙绘制赤平投影图，见图1。-6-图1各结构面赤平投影图由图、可知，两组节理裂隙在赤平投影图上的投影弧位于岩层产状及坡面投影弧的另一侧，说明两组节理裂隙倾向与岩层产状及不稳

8、定岸坡坡面倾向相反；两组节理裂隙投影弧的交点也位于岩层产状及坡面投影弧的另一侧，说明该两组节理裂隙的组合交线倾向也与岩层产状及不稳定岸坡坡面倾向相反。由上分析可知这两组节理裂及其