西南地区深切河谷堆积体工程实例分析

1.滑坡为主堆积体

澜沧江古水争岗堆积体、黄泥河鲁布革水电站左岸坝前发耐堆积体、阿墨江三江口水电站坝前右岸堆积体及金沙江向家坝水电站库区东岳庙堆积体均为以滑坡堆积为主的大型堆积体，通过室内试验、工程类比、数值模拟试验和参数反演，初步确定了计算参数见表5.7～表5.10。

表5.7　古水争岗堆积体稳定性计算建议参数表

表5.8　鲁布革水电站左岸坝前发耐堆积体力学参数建议值

表5.9　三江口水电站坝前右岸堆积体物理力学参数取值表

表5.10　向家坝水电站库区东岳庙堆积体物理力学参数取值表

2.崩塌为主堆积体

小湾水电站大椿树沟堆积体和饮水沟堆积体、杨房沟水电站旦波堆积体及金安桥水电站左岸堆积体是以崩塌为主的堆积体，建议力学参数见表5.11～表5.13。

表5.11　小湾水电站大椿树沟堆积体和饮水沟堆积体力学参数建议值

表5.12　杨房沟水电站旦波堆积体力学参数综合取值表

表5.13　金安桥水电站左岸崩塌堆积体物理力学参数建议值

3.冰积为主堆积体

根据试验成果结合有关规程规范及工程实际，类比其他工程经验，提出阿海水电站坝前堆积体及梨园水电站下咱日堆积体物理力学参数建议值，见表5.14及表5.15。

表5.14　阿海水电站左岸坝前堆积体力学参数建议值

表5.15　梨园水电站下咱日堆积体力学参数建议值

4.冲洪积为主堆积体

戛洒江一级水电站河床冲积层根据重(2)型动力触探试验、荷载试验、物探剪切波测试及相对密度测试成果，结合工程经验，经工程类比分析，提出河床冲积层的物理力学综合参数建议值(表5.16)。

表5.16　戛洒江一级水电站河床冲积层物理力学综合指标建议值(www.xing528.com)

金沙江其宗水电站坝址河床覆盖层深厚，据大量的钻孔弹模、剪切波测试、旁压试验、十字板剪切、动探及标贯、静力触探、平板静载等原位测试及室内物理力学性试验成果，坝址河床堆积体(覆盖层)中各土层的物理力学性及透水性指标见表5.17。

表5.17　其宗水电站坝址区河床覆盖层物理力学参数建议值表

大渡河双江口水电坝址河床覆盖层由漂卵砾石、砂卵砾石层三大层组成，各层以粗颗粒为主，结构较密实，总体强度较高，透水性强，但各层中均随机分布有较多的砂层透镜体，结构上存在不均一性。各层物理力学参数选取的总原则是以现场和室内试验成果为依据，结合已建工程经验进行工程地质类比分析综合确定。按照有关规程、规范的规定，物理性质参数以试验的算术平均值作为标准值；渗透系数以现场抽、注水试验的大值—大值平均值作为标准值；允许坡降采用现场管涌试验的临界坡降除以安全系数(1.5～2)作为标准值；抗剪强度φ值采用现场大剪试验并参照室内直剪试验的指标，以试验平均值或乘以0.8～0.85作为标准值；允许承载力和变形模量以现场载荷试验指标为基本值参照钻孔动力触探和标贯试验成果给出标准值；稳定坡比根据工程地质类比给定。坝址河床覆盖层物理力学指标建议值见表5.18。

表5.18　双江口水电站坝址区河床覆盖层物理力学参数建议值

5.泥石流为主堆积体

金沙江上游某水电站地处川西藏东，左岸为四川省，右岸为西藏自治区。该电站研究河段分布众多规模巨大的堆积体，它们对电站的工程布置、坝址的选择均有着重要影响。其中上、下坝址之间发育3个巨型堆积体，主要为早期的冰缘泥石流堆积，单个堆积体方量均上亿方，成为坝址选择的关键问题。为能较为准确的评判各堆积体及类似物质成分、堆积体的稳定性和塌岸范围，除在Ⅰ号堆积体处取样7组、Ⅱ号堆积体取样2组、Ⅲ号堆积体取样3组进行颗粒分析外，还进行了现场密度测试和6个点12组现场大剪试验，包括自然状态和饱和状态下两种情况。根据试验成果及类比分析，堆积体物理力学参数建议值见表5.19。

表5.19　金沙江上游某水电站坝址区堆积体物理力学参数建议值表

6.综合成因堆积体

金沙江虎跳峡两家人堆积体、梨园水电站念生垦堆积体、阿海水电站新建堆积体及三江口水电站泗南江乡堆积体均为综合成因大型堆积体，根据平面地质测绘、勘探及试验成果，经类比分析，提出堆积体物理力学参数建议值见表5.20～表5.23。

表5.20　虎跳峡两家人堆积体物理力学参数建议值表

表5.21　梨园水电站念生垦沟堆积体物理力学参数建议值

表5.22　阿海水电站新建堆积体岩土体物理力学参数建议值

表5.23　三江口水电站泗南江乡堆积体岩土物理力学参数建议值

续表

从以上工程实例可以看出，不同成因堆积体工程地质特征具有共同性，又具有差异性，其物理力学性质也具有类似的特征。

(1)共同性。堆积体工程地质特征的共同性表现在以下几方面：①土石混合体特性：堆积体是一套介于土、岩之间的过渡类型的地质体或称为土石混合体，是一种物理力学性质非常复杂的不连续介质。一般地，符合线性关系的含石率区间值为30%～70%，也就是说在这个范围内的堆积体可定义为“土石混合体”，超出这个范围则可按土(含石率小于30%)或岩石(含石率大于70%)进行连续介质处理。②散体结构特性：堆积体具有一定工程尺度的块石、细粒土体及孔隙构成的具有一定含石量的极端不均匀松散岩土介质系统，具散体结构特征，与连续介质材料(土体或岩体)有许多不同的力学性质，从细观结构来看，其结构变形是由颗粒移动所产生的结构变形和颗粒自身变形所组成，颗粒移动所产生结构变形是不可恢复变形，颗粒之间没有变形协调约束。散体材料结构是个耗散系统，弹性力学理论不再适用。③潜在不稳定性：堆积体天然稳定性程度是比较低，不少堆积体处于动平衡状态或潜在不稳定状态，一遇环境稍有变化，即可引起变形甚至破坏。因此堆积体力学参数可用等于或接近1的安全系数进行反演分析。

(2)差异性。堆积体工程地质特征的差异性表现在以下几方面：①物质组成的多样性与结构特征的不均一性：堆积体成因类型不同，物质成分与结构特征差异较大，因此，物理力学特性有别。这是堆积体的本质特征，对大型堆积体必须进行充分的综合勘察与试验研究，概化、均一化、经验化的资料用于稳定计算分析时，结果的差异是很大的。特别是具有分层结构的堆积体，不同结构层岩土物理力学性质差异较大时需要分别提出参数。②水理性质的敏感性：堆积体的水理性质决定着其对水的敏感程度。渗透性、饱水性及软化泥化性对堆积体稳定性起主要的控制作用，天然状态及饱水状态堆积体具有不同的物理力学性质，且物质组成不同，其水理性质也不相同，因此，不同成因堆积体在不同的状态下具有不同的物理力学参数。③演化过程的复杂性：不同堆积体成生演化机制不同，堆积体中“软弱带或软弱面”发育程度不同，堆积体的抗剪参数有较大差异，有滑带土或“结构面”的堆积体，其稳定性很大程度上受滑带土或“结构面”的强度控制，需要通过室内及现场试验、数值模拟试验和参数反演分析等，并结合工程经验类比综合确定。