第2章　岩体流变工程地质特性研究

2.1　引言

拱坝作为一种经济和安全度较高的坝型,在国外有较长的建设史,据统计,国外高度超过200m的拱坝就有21座。

随着改革开放、西部大开发的步伐加快,我国水电事业取得了突飞猛进的发展,小湾、溪洛渡、拉西瓦、锦屏一级等一批巨型水电工程相继开工,这些工程的选址多位于深山峡谷中,坝型一般为双曲拱坝。目前,我国在西部青藏高原及其周边建成、在建或拟建多座大型水电站,其中高于200m的拱坝共有16座(已建、在建8座,筹建1座,拟建7座)。

在高拱坝的设计过程中,拱坝建基岩体的选择至关重要,高拱坝坝基应利用坚硬较完整岩体,但坝基往往存在一些地质缺陷,如不连续软弱结构面、软弱夹层、蚀变岩带和层间挤压错动带等软弱岩带以及“硬、脆、碎”岩体等。“硬、脆、碎”岩体系指岩质坚硬、性脆、隐微裂隙发育的岩体,加载受力后易发生瞬时弹性变形,卸载释压后隐微裂隙易显现。该类岩体一般岩石单轴饱和抗压强度大于60MPa,且岩体内隐微裂隙发育,如基性岩浆岩、沉积岩中的白云岩等。坝基岩体在开挖卸荷、坝体荷载及高渗透水压的长期作用下将呈现出与时间有关的变形特性,主要表现为松弛、蠕变、弹性后效、时效强度和流变损伤断裂等,对高拱坝的施工安全及长期运行稳定产生不利影响,需要加强勘察设计论证,并采取针对性基础处理措施。当认识不到位、处理不当时,施工、运行期工程可能出现事故或留下安全隐患。

对高拱坝坝基岩体流变工程地质特性进行研究,主要是依托大岗山水电站,重点研究坝基“硬、脆、碎”辉绿岩体(脉)与软弱岩带的发育特征、岩体建造特征、岩体构造改造及浅表生改造特征、岩体蚀变特征、开挖松弛特征等,揭示岩体流变的内在地质机理,分析坝基岩体的开挖效应,研究坝基岩体流变的工程地质特性。

通过研究,揭示坝基岩体流变性质的地质机理,将对大岗山水电站等在建和拟建高拱坝工程的深化设计、坝基工程处理措施研究及其效果评价提供依据,并为已建成的高拱坝坝基运行期的长期稳定性分析研究提供理论依据,提高我国高(超高)拱坝的勘察、设计和理论研究水平。