西南地区深切河谷大型堆积体工程地质实践成果

大型堆积体工程勘察实践与经验教训表明：前期应重视工程区及影响区堆积体勘察，包括枢纽工程及其外围区、近坝库区、居民点区、临建或附属工程区分布的堆积体。

(1)枢纽工程区斜坡堆积体。枢纽工程区斜坡堆积体往往由于施工扰动(开挖或加载)而容易产生变形和失稳，对施工安全及工程边坡稳定造成危害，因此，必须重视前期的地质勘察工作。如小湾饮水沟堆积体、虎跳峡两家人堆积体、黄桷树水电站乌木树沟斜坡堆积体及梨园水电站左岸坝间堆积体等。小湾电站左岸坝前堆积体位于左岸坝前饮水沟，紧临坝基，前后缘高差约470m，体积达540万m3。在工程勘察设计阶段，即高度重视堆积体的稳定研究工作，采用地震、洞探、钻探等综合手段查明了堆积体物质结构和下伏基岩结构特征及边界条件，分析其成因机制和可能的变形破坏机理，采用土工离心模型试验、有限元法和刚体极限平衡等方法综合评价其稳定性。在实施过程中采取全程、全方位信息化动态跟踪优化设计，制定加固预案。

(2)枢纽工程区外围堆积体。水电工程的前期工程地质勘察除解决特殊的重大工程地质问题外，勘探工作往往集中于查明大坝、引水发电系统和泄洪消能等主要建筑物的工程地质条件或工作范围偏重于枢纽工程区。对于附属建筑物、临建工程以及枢纽区以外的地段分布的堆积体勘探偏弱或未引起足够重视，以致对这些地段堆积体的工程地质条件以及可能产生的问题认识不足，尤其是枢纽区的一些边界部位，而初期施工往往先从这些部位开始，由于勘察精度有限或对施工造成的地质条件改变认识不足，在工程施工初期即出现地质灾害问题。

枢纽工程区外围分布的堆积体往往由于洪水冲刷或因降雨影响而产生变形和失稳，对堆积体上居民安全和堆积体附近的工程安全造成危害，因此，必须重视前期的地质勘察工作。如三江口水电站泗南江乡堆积体及古水水电站争岗堆积体，处于枢纽工程区外围，前期对地质勘察工作投入不够，产生变形后补充了大量的测量、地质勘察、试验及观测工作。泗南江乡堆积体位于三江口水电站导流洞出口对岸的泗南江乡政府所在地，总体积达575万m3。施工期堆积体前缘由于受洪水陶刷，前缘产生坍滑，导致后缘山坡多处出现变形、开裂。工程地质勘察工作的内容及深度需满足相关规程规范及抢险救灾、中长期处理的要求。依据相关规程规范和技术要求规定，勘察工作按初步设计阶段开展工作，勘察深度达到详细勘察深度，满足对变形堆积体永久治理方案设计所需地质成果。完成1∶1000平面地质测绘0.5km2，钻孔23个，总进尺1083.09m，土工试验18组，水质分析3组，长期观测孔7个，开展了电测深法、浅层地震反射、高密度电法及高频大地电磁测深等物探工作。通过勘探试验工作，查明了堆积体边界条件、工程水文地质条件、变形范围及其影响范围，为抢险救灾及永久治理方案设计奠定了基础。

(3)河床堆积体(深厚覆盖层)。河床覆盖层往往具有结构松散，层次不连续的性质，物质组成在水平和垂直两个方向上均有较大变化，物理力学性质呈现较大的不均匀性。加之成因类型多样，有河流相的、洪积的、冰积的、堰塞的，造成了组成物质的复杂性，既有粗粒土又有细粒土，特别是细粒土具有承载力和变形模量较低的特点，往往带来复杂软基条件问题。河谷深厚覆盖层上修建水利水电工程时，主要存在承载和变形稳定问题、渗漏和渗透稳定问题、抗滑稳定问题及砂土液化稳定问题。因此，在深厚覆盖层上建高堆石坝应十分重视覆盖层地质勘察工作。

(4)近坝库岸堆积体。近坝库岸分布的堆积体往往由于水库蓄水或因降雨影响而产生变形和失稳，甚至产生滑坡涌浪，对水库运行和工程安全造成危害，必须重视前期的地质勘察工作。如鲁布革水电站发耐滑坡堆积体、阿海水电站左岸坝前堆积体、梨园水电站下咱日堆积体、金安桥水电站B20堆积体、紫坪铺水电站坝前堆积体、徐村水电站儿以摩堆积体及牛栏江天花板水电站田坝村堆积体等均分布于近坝库岸，对库岸边坡的稳定及工程的安全运行均有较大影响。

(5)水库区有居民点堆积体。水库工程区有居民点分布的堆积体往往由于水库蓄水或因降雨影响而产生变形和失稳，对水库运行和居民点安全造成危害，因此，必须重视前期的地质勘察工作。如大朝山水电站5号滑坡堆积体，上部及后缘均有居民点分布，因前期对堆积体的稳定及地质勘察工作较为重视，发现堆积体变形后对居民进行搬迁处理，并在水库运行期补充地质勘察及变形监测工作。阿海水电站库区新建堆积体位于库区左岸宁蒗县拉伯乡(距坝址37km)，体积约7000万m3，工程蓄水后发现堆积体上的道路、田地、山坡、农舍等多个地方产生裂缝，随着水位上升，村民房屋出现新的裂缝，旧裂缝不断加大，堆积体后缘的裂缝已基本贯通，下方的公路挡墙已经变形，地表局部出现垮塌。新建堆积体变形范围涉及住户约50户，人口约300人。对堆积体库岸稳定性进行专门的勘察、分析和论证，确定影响范围，并进行稳定性评价。为查明堆积体边界条件及变形特征，进行了堆积体地表变形监测，并补充勘察工作，包括1∶2000平面地质测绘，1430m钻探及滑带土取样试验工作，提交专题勘察报告。

(6)临建或附属工程区堆积体。临建或附属工程区堆积体往往由于施工扰动(开挖或加载)而容易产生变形和失稳，对施工安全造成危害，因此，必须重视前期的地质勘察工作。如黄登水电站渣场区布纠河堆积体及生产生活区甸尾堆积体，以及天生桥一级水电站4号渣场堆积体等，均因前期地质勘察工作深度不够，施工期及运行期产生变形而补充勘察工作。

对各类型堆积体的复杂地质条件、稳定性以及工程施工对稳定性的影响等要有足够的认识，做好以下几方面的工作：(www.xing528.com)

(1)西南山区河谷堆积体具有粒径变化大、结构松散、透水性强、工程性质影响因素众多的特点，易给工程建设带来不利影响，在勘察过程中应加强对堆积体的现场鉴别、描述工作，充分了解各种影响因素，对各类堆积体工程性质做出准确评价。同时加强对不利因素的分析和识别，并充分考虑不同影响因素对各类工程建设的不利作用。

(2)原位测试是了解堆积体工程性能的主要定量判断方法，但均具有一定的约束和限制，应从多个方面评价各种原位测试手段的适用性。同时应加强工程地质调查、特殊勘探及现场简易勘探等定性判断方法的运用，针对工程环境特点选择适合的原位测试和勘探方法。

(3)通过对山前堆积体碎石土近百例勘察实践(张云峰、赵环金，2012)，结合堆积体碎石土勘察过程中存在的问题，研究提出了堆积体碎石土勘察的5个要点，值得借鉴。5个要点分别如下：

1)弄清成因，要收集区域地质资料，结合岩土基本知识，依据地形特征、颗粒的形态、原岩成分、充填物的特征等综合确定。

2)采取合理的钻探工艺，对于不同类型的碎石土，应针对性研究确定钻探工艺和取芯方法，如反循环工艺、无泵取芯及双管单动钻探取芯等。

3)编录要全面，定名要准确，不能放过一些细节的差异。

4)注重原位测试，要确保钻具量测精确、孔内岩芯及岩粉捞取干净、钻孔垂直度符合规范要求。

5)综合判定层厚，钻探要进入岩石一定深度，一般应不小于5～10m，同时要结合地形特征、岩芯特征(岩性、结构、构造、风化)及区域地质、地层特点来综合判定。