1、1大桥水库主要工程地质问题分析评价辜 明 清四川省水利水电勘测设计研究院勘察分院四川郫县 611731摘要：大桥水库工程地质条件复杂。本文根据勘察、施工及运行资料，对大桥水库主要工程地质问题分析评价（区域稳定评价，水库诱发地震，副坝昔格达岩组建坝条件， “三洞”进口边坡稳定分析评价和引水隧洞围岩分类及稳定评价）为在高烈度地震区和复杂地质条件环境修建水利水电工程提供借鉴和有益的启迪无疑具有现实意义。关键词：区域稳定、水库诱发地震、昔格达岩组、边坡稳定、围岩分类1、工程概况大桥水库工程位于四川省凉山州冕宁县境内，是安宁河流域水资源总体规划确定的第一期开发的骨干工程和龙头水库。主要水工建筑物有：主坝
2、、副坝、溢洪道、导流、放空隧洞、发电引水隧洞、调压井、压力管道和发电厂房。水库正常蓄水位 2020m，总库容 6.58108m3，主坝最大坝高 93m，副坝最大坝高 29.4m，电站装机 42.25MW。大桥水库于 1993 年 11 月 15 日开工兴建，1999 年 6 月 19 日水库下闸蓄水，2000 年6 月 28 日通水发电。2、工程区地质概况工程区内出露的岩石以印支期中酸性混染岩为主，少量华力西期辉长岩和下更新统昔格达组（Q 1x）的半胶结的砂岩、泥岩。工程区处于川滇经向构造带之安宁河断裂带北段，主、副坝、发电引水隧洞及厂房均位于安宁河断裂带之东、西支两条断裂之间。两条断裂相距
3、8-10km，主坝距东、西两条断裂垂直最近距离分别为 1.6km 和 0.5km。西支断裂被水库库水淹浸长度为 5.0km，东支断裂在苗冲河支库尾段淹浸长度约 2.2km（见图 1） 。地震地质研究表明：第四纪以来，东、西两条断裂活动强度表现出明显的差异，西支断裂活动微弱，很少有地震活动；东支断裂在活动时空，强度上具有明显的分段性。西昌冕宁段为活动强烈地段；冕宁紫马垮段（工程区所处地段）为中、强活动段；紫马垮田湾 段全新世以来活动强度较南段弱。本工程地震基本烈度经四川省地震局复核，国家地震局审定为 8 度，工程设防烈度经水规总院审查批准为 8.5 度。3、主要工程地质问题分析评价3.1 区域稳
4、定评价3.1.1 断裂构造格架及安宁河断裂带的活动特征3.1.1.1 断裂构造格架特征本区处于川滇经向构造带之安宁河断裂带的北段，西部以锦屏山断裂为界，与金河弧形构造带相邻，东部与凉山坳褶断带相接。自前震旦纪晋宁运动以来，本区经历了多次构造运动，成生和发展了以南北向构造为主体，并兼有北西向，北东向构造。它们互相穿插交切，共同组成了以断裂构造及其所分割的断块构造为基本牲的构造格架（见图2） 。2小 堡 子下 额 瓦 安 宁 河 西 支 断 裂 野 鸡 洞 断 裂 盐 井 沟 断 裂 比 之 依 达 断 裂 安 宁 河 东 支 断 裂断 裂 编 号 及 名 称水 库 设 计 正 常 蓄 水 位 线
5、岩 性 分 界 线设 计 坝 轴 线 位 置 及 编 号断 裂 及 编 号含 泥 砂 质 粘 土 、 泥 砾 岩粉 砂 岩 、 泥 岩 夹 页 岩引 水 洞轴 线2401罐 呀 臣魂 安 乡調压井比 子 依 达安 宁 桥厂 房追 夫 盐 井 沟2541.7打 火 山 北 山 关 断 裂小 盐 井 大 干 沙 断 裂 沙 他 口 断 裂传 几 方山 顶解 放 甘 子2903农 杆 山3201.5 坝 址位 置 大 桥下 堡 子 下 额 基 大 干 沙鴨 托 巴 鸭马 尔 堡 子脚 底2407 喷 出 岩二 、 透 水 性 较 差 的 岩 性砂 砾 卵 石 层砂 岩 、 粉 砂 岩 夹 页 岩侵
6、入 岩 及 玄 武 岩一 、 透 水 性 较 好 的 岩 性图 例大 桥 水 库 构 造 、 岩 性 分 布 综 合 图图碾 子河 坝 堡 子头 山2512 陈 家 坟 山甘 家 坟 山田 坝1罐 火 山3.1.1.2 安宁河断裂带的活动特征安宁河断裂带主要由东、西支两条断裂组成。第四纪以来，东西两支断裂活动强度表现出明显的差异，西支断裂活动微弱，很少有地震活动。东支断裂活动具明显的分段性。西昌冕宁段为活动强烈地段。该段南起西昌西宁，北至冕宁马尿河附近，全长 65Km。段内断错地貌及晚更新世晚期以来的沉积物中断层发育。历史地震记载，1536年段内新华曾发生一次 7.5 级地震，之后 450 余
7、年间先后发生过 6 次 4.7 级以上地震，其中最大的一次是 1952 年石龙 6.7 级地震，说明强震活动与断裂在全新世以来的强烈活动是一致的。19671984 年 6 期地形变形观测资料表明，年平均上升速率约为 2mm，其中礼州松林间为最大上升区，年平均速率为+2（0.39）mm，而冕宁泸沽一带为1.64（0.48）mm，西昌会理一段无明显变化。冕宁紫马垮段。该段南起冕宁，北至紫马垮以北，全长 40Km。根据断层的几何形态、组合形式及活动性差异将本段分成小盐井、野鸡洞、紫马垮三个活动亚段。段3与段之间地面活动断层有明显的间距，紫马垮与野鸡洞段相隔 10Km，野鸡洞与小盐井段相隔 5Km。各
8、段内断层崖都呈规律性的组合排列，紫马垮和小盐井呈右阶羽列，野鸡洞呈左阶羽列。这种组合型式的差异和空间的不连续性表明它们是不同的时期，不同破坏机制和不同运动方式下形成的。垂直位移由南向北逐渐变大，由小盐井的 10.02m 至野鸡洞为 17m，紫马垮达 20m，水平位错则相反，由北而南有不断增大的趋势，小盐井达30m，野鸡洞为 10m，紫马垮无明显水平位移。古地震强度野鸡洞最大为 7 级，其余两段为 66.5 级。根据各段内最新断裂破碎带物质的年龄测定资料，紫马震，小盐井两段的新断裂是最晚更新世早期的产物，而野鸡洞则是全新世中后期形成的。紫马垮田湾段，该段北起田湾，南至麂子坪，全长 45Km。该断
9、层在晚更新世中期曾有过明显的活动，并以蠕滑为主。沿断裂带内中小地震频率高，较大的是 1951 年新民 5.1 级和 1989 年石灰窑 5.3 级地震，表明段内断裂在全新世以来活动强度较其南段弱。上 普 雄坝 址 区 磨 盘 山 断 裂 金 河 -箐 河 断 裂 傅 力 额 断 裂 田 湾 -公 益 海 断 裂 越 西 断 裂 则 木 河 断 裂 普 雄 河 断 裂 野南北向断裂漫 水 湾大 桥冕 宁（ 公 里 ） 邛 海西 昌礼 州河越 西宁安 曹 古喜 德 野 鸡 洞 断 裂 南 河 断 裂 锦 屏 山 断 裂 安 宁 河 西 支 断 裂 安 宁 河 东 支 断 裂南北向断裂南北向断裂图
10、2 区 域 构 造 纲 要 图图 例紫 马 垮石 棉公 益 海田 湾下 普 雄北3.1.2 外围历史地震对工程区的影响据四川地震资料，在距工程区 50Km 范围内共发生中、强地震（M4.7 级）3 次，在距工程区 100Km 范围内共发生中、强地震 14 次，对工程区影响烈度达度以上者共7 次，其特征见表 1。表 1 工程区内外围中、强地震一览表序号 发震时间 震中位置 震级 震中烈度 震中距(km) 影响烈度1 1489.1.6 西昌附近 6.7 80 2 1536.3.19 西昌北 7.5 60 3 1786.6.1 泸定磨西北 7.7 110 4 1850.9.12 西昌、普格间 7.5
11、 115 5 1913.6 冕宁小盐井 6 2 6 1923.8 冕宁小盐井 5.5 2 7 1952.9.30 冕宁石龙 6.7 30 43.1.3 地震危险区的划分四川省地震局根据地震危险区划分原则和方法，结合未来百年内区内地震危险性统计和预测结果，对工程区外围沿主要活动断裂圈定了四个地震危险区（见表 2） 。表 2 地震危险区一览表序号 地震危险区名 称 震级 震中烈度 距工程区距离(Km) 对工程区最大 影响烈度1 杨福山区 7.5 4169 2 小盐井区 66.5 1.45.25 3 野鸡洞区 6.57 924 4 紫马垮区 66.5 3042 备注 表内距离系指距工程区最近和最远点
12、的距离3.1.4 地震危险性分析及区域构造稳定性评价工程区位于上述四个地震危险区的长轴方向上，按西南地区地震衰减规律，未来 100年内对工程区最大影响烈度为度，经国家地震局审定震发防（1990）548 号文大桥水库工程区地震基本烈度为度。四川省地震局按已划出的潜在震源区及其震级上限，经计算给出了 50 年超越概率 63%、10%、3%三种概率水平下的地震烈度和基岩水平峰值加速度（见表 3）表 3 坝址给定超越概率的地震烈度和基岩水平峰值加速度表50 年超越概率地震动 63% 10% 3%烈 度 6.9 8.3 8.6基岩水平峰值加速度（g） 0.15 0.33 0.43根据区域深部构造背景，全
13、新世以来断层活动程度及地震危险性分析成果，工程区处于石棉一冕宁次稳定区内。坝址区内岩性单一，主要为印支期中酸性混染岩，发育不同方向的断层规模小，最长不超过 2.8km，且断层活动主要是中更新世到晚更新世中。早期，晚更新世以来已停止活动，故工程区内断裂不具备发生中、强地震的条件，在该区内修建 100m 左右抗震性能高 的当地材料坝是可行的。3.2 水库诱发地震评价3.2.1 大桥水库诱发地震的地质条件水库区处于大桥断陷盆地中，库水迳流来源于安宁河上游支流北径河和主流苗冲河，坝址以上控制流域面积 796Km2。根据库容和回水长度的不同，特将北径河库段划为主库段，把苗冲河库段划为支库段。当正常蓄水位
14、为 2020m 高程时，水库回水面积23.50km2，回水长度北径河主库 10.5km，苗冲河支库 6.05km，总库容 6.58108m3，死库容 0.59108m3。大桥桥头至两河汇口约 540m 的北径河段为主库的库首段，两岸谷坡陡峻，基岩大部裸露，由辉长岩和中酸性混染岩组成，河谷呈“V ”型，为峡谷地貌景观。水库区内安宁河西支断裂（F3）呈南北向纵贯主库区，淹没长度 5.0km，东支断裂（F6）在苗冲河支库尾段通过，淹没长度约 2.2km。北径河主库地形上为山间盆地，河谷开阔，最宽达 3km。库盆基岩主要为燕山期钾5长花岗岩，北山关一带水库周边及库底为厚 25150m 的冰水、冰三层覆
15、盖，大桥桥头至黄坡山一带库岸为昔格达组地层。苗冲河支库呈北东向展布，呈条带状，正常蓄水位处水面宽度，索桥至脚底段为1.01.3km，脚底以上至库尾段为 100300m。右岸主要由澄江期花岗岩组成，左岸由白果湾群地层组成，索桥至马尔堡子段两岸库岸均由昔格达组地层组成。东支断裂（F6）由野海子经苗冲河左岸向南延伸，其西侧的 F8 断层以北 2030东方向的马尔堡子和小盐井间与 F6斜接。上述条件表明：组成库盆、库底岩石为坚硬的花岗岩类，东支断裂在库区段第四系以来活动性较强，因此，从岩性条件和地震活动性均有利于水库诱发地震大桥水库库区内，库水覆盖的岩性以带节理裂隙发育的岩浆岩为主，同时在蓄水以后也淹
16、没了安宁河东，西支断裂带的一部分。因此，可以认为在水库蓄水后，库水的渗透情况较好，在被淹没的安宁河东，西支断裂部位，水的渗透情况会更好。为将来水库蓄水后诱发水库地震提供良好的先决条件。因此，从水库规模、库区构造，岩性及水文地质条件地震活动性分析认为大桥水库具备发生水库诱发地震的地质背景。3.2.2 水库诱发地震预测分析评价3.2.2.1 根据库区构造，岩性、水文地质条件水库地震诱发因素的分析，水库蓄水后在坝址大桥甘家坟山段和苗冲河马尔堡子段有产生诱发地震的可能（见图 3） 。大 桥 比 子 依 达 断 裂 北 山 关 断 裂 野 鸡 洞 断 裂水 库 正 常 蓄水 位 范 围 线可 能 产 生
17、 水 库 诱 发地 震 的 危 险 性 地 段 杀 他 口 断 裂 拖 乌 轱 辘 沟 断 裂 安 宁 河 西 支 断 裂 安 宁 河 东 支 断 裂断 裂 及 编 号断 裂 及 编 号图 例比 子 依 达坝 址 位 置沙 他 口小 盐 井马 尔 堡 子大 桥 水 库 诱 发 地 震 可 能 地 段 分 布 示 意 图图 3甘 家 坟 山彭 家 店 子彝 海野 鸡 洞3.2.2.2 水库诱发地震危险性的定量评价3.2.2.2.1 用水库要素综合参数估算水库地震震级水库地震震级 M 与水库综合参数 E 的统计关系式：M=18.419-14.891E+4.697E2-0.445E30.9466式中
18、 E= VHWmax大桥水库面积 W=21166m2 库水深 Hmax=80m 库容 V=6.58108m3计算得 E=3.023 Ms=5.0根据我国浅源地震震中烈度 0 与震级 M 的关系 0= .68.09568.9M因此，大桥水库诱发地震震级为 5 级，震中烈度为 6 度。3.2.2.2.2 模式识别方法用享明方法分析该水库蓄水后诱发震级 Ms5.0；用 k-近邻法对大桥水库的识别结果，为可能诱发 3.0Ms5.0 级的水库地震，用费歇线性分类器识别结果为大桥水库蓄水后诱发地震最大震级 Ms5.0 级。3.2.2.2.3 灰色局势决策法对大桥水库进行决策评价表明：水库蓄水后可能诱发OM
19、s5.0 级的水库地震。综上所述：库坝区构造应力场的光弹模拟试验及有限元计算得出，在北西西向构造应力作用下，安宁河断裂呈出现与该断裂现今构造运动一致的特征，即以左旋走滑为主兼具倾滑的错动特征，给出了在该应力场作用下最大剪应力分布。有限元计算还给出了考虑水的软化作用（岩石弹性模量降低 20%）情况下，库区及邻区的应力场分布，由此推断，从大桥到安宁河西支断裂与野鸡洞断裂交汇处，是可能发生水库地震的地段。从地质类比出发，讨论了大桥水库地震的可能性，划出了三个可能发生水库地震的地段，即安宁河东、西支断裂与库水直接接触段及其邻区和拟建坝址至大桥段。采用模式模式识别法，灰色局势决策法和用水库要素综合参数估
20、计了大桥水库水库诱发地震的震级，并根据我国浅源地震震级和震中烈度的转换关系得到相应的震中烈度，结果是震级M5，震中烈度和对坝址影响的烈度均为度，低于坝区的地震基本烈度。3.2.3 水库诱发地震的地震监测资料分析评价根据四川省地震局水库地震研究所 1999 年 4 月 20 日提交的大桥水利水电枢纽水库诱发地震监测研究报告大桥水库遥测地震监测预测台网于 1993 年 4 月6 月开展勘选测试，7 月提交了六个子台和三个中断站的定址报告，1996 年 4 月 1 日正式投入测试。大桥地震监测台网四年的本底地震观测资料分析研究认为：安宁河东支段裂的淹没段（马尔堡子大干河地段）为可能诱发上限震级为 5
21、.5 级诱震区，安宁河西支断裂的淹没段（甘家坟山大桥地段）为可能诱发地震上限震级为 4.5 级的诱震区。按震级（M）与震中烈度（ 0 度）关系式 M=0.66 0+0.98 计算；4 级地震的震中烈度可达 4.6度，4.7 级地震的震中烈度可达 5.6 度，5 级地震的震中烈度可达 6 度，5.5 级地震的震中烈度可达 7 度，6 级地震的震中烈度可达 7.6 度。因此，大桥水库地区未来发生的水库诱发地震最高烈度为度。综上所述，大桥水库诱发地震从地质类比预测分析结果与地震监测资料综合分析评价认为：水库区区域断裂发育，具有产生水库诱发地震的地质背景，根据水库要求及计算表明，坝址大桥甘家坟山段和苗
22、冲河马尔堡子段有产生水库诱发地震的可能，诱发地震震级小于 4.55.5 级，震中烈度最高为 7 度，小于坝区地震基本烈度（度） 。3.3 副坝昔格达岩组建坝条件73.3.1 冕宁大桥水库可行性研究阶段推荐坝址方案相应在副坝沟修筑一副坝挡水，并拟定上、下两个坝址进行比较。通过初步设计阶段地勘工作选定上副坝方案，拟建碎石土心墙坝，最大坝高 29.4m。上副坝地基岩石为第四系下更新统昔格达组（ Q1x）的砂、泥岩、岩性软弱。因此，在昔格达组砂、泥岩上能否筑坝，必须全面认识其工程物理力学特征，并论证在昔格达岩组上建坝条件。3.3.2 昔格达组岩石工程物理力学特征研究3.2.2.1 研究方法钻孔取样，为
23、了保持天然含水量和岩样原有结构，岩心采取后立即用高分子树脂胶液涂刷两遍，再加塑料薄膜包装封，然后装箱，专车运送。对试样分别以土工，岩石两种方法对砂、泥岩进行试验对比。在号滑坡的竖井中，取滑带土进行试验对比。用室内化学分析试验与用扫描电镜分析、红外分析、X 射线分析及 TG-DTA 分析进行检测确定昔格达组岩石的粘土矿物成份。通过膨胀、收缩、崩解等试验，根据干燥饱和吸水率、胶结系数、胶结程度等论证岩石的胀缩性和软弱特征。通过直剪试验（饱和快剪、饱和固块、饱和固结慢剪）和三轴试验，用峰值强度、稳定值强度、残余强度等综合论证岩石的剪切强度特征。用室内渗透变形试验与野外试坑注水试验对比，确定岩石的透水
24、性特征。对褐黄色、灰黑色两种岩体进行原位载荷试验。为达到上述目的，进行了大量的勘探试验工作，其主要工作量有：机动岩心钻探1088.6m/26 孔，岩石室内试验 62 组（其中岩石试验 41 组，土工方法试验 21 组） ，岩石渗透试验室内 4 组，现场 3 组，滑动带土抗剪试验 2 组，泥岩粘土矿物分析 3 组，岩石化学分析 7 组，胀缩特性、胶结程度试验 15 组，原位载荷试验 4 组。3.3.2.2 昔格达组岩石的工程地质特性评价3.3.2.2.1 岩石物理力学特性指标见表 4、表 5、表 6、表 7、表 8、表 9、表 10表 4 昔格达组泥岩粘土矿物分析成果表试样编号 电镜扫描分析 红
25、外分析 X 射线粉晶衍射 TG-DTA 分析大 ZK16ZH 水云母、少量高岭石，蒙脱石不明显水云母，绿泥石，蒙脱石，碳酸盐，石英水云母 47%，绿泥石15%，蒙脱石 2%，石英 15%，长石 6%，方解石 5%大 ZK16ZH 同上 同上 同上大 ZK16ZH水水云母、少量高岭石，含石英、碳酸盐颗粒水云母为主，含蒙脱石，绿泥石，碳酸盐占 10%，石英5%同上碳酸盐(774.9吸热为分解反应同时失重)，石英(573吸热相变)，有机碳(200500缓慢放热)，粘土( 可能是蒙脱石)100以下脱出附水，64脱羟基水的吸热反应，并有失重。表 5 昔格达组岩石化学分析成果表2 粒粗化学成分%项目Sio
26、2 Fe2O3 Al2O3 CaO MgO 灼减 SiO2/Al2O3有机质(%)可溶盐(%) PH 值试验组数 6 6 6 6 6 6 6 7 7 7最 大 值 56.24 7.71 25.40 0.96 3.54 7.24 4.33 1.07 0.11 7.3最 小 值 52.50 7.17 22.06 0.77 2.81 6.14 3.62 0.74 0.07 7.3平 均 值 54.47 7.38 23.49 0.86 3.21 6.80 3.95 0.95 0.08 7.38表 6 昔格达岩组胀缩特性胶结程度评价表膨胀 收缩 崩角自由膨胀率膨胀率膨胀力干燥-饱和吸水率项目类型% Pa
27、体缩率 崩解类型%膨胀势胶结系数胶结程度评价砂岩 4.0 0.52 2.4 0.65 37.5 弱 0.68 弱 弱胶结弱膨胀粉砂质泥岩 0 0.24 2.3 1.53 - 42.6 弱 0.88 弱 弱胶结弱膨胀泥岩 6.8 0.83 4.3 1.37 - 33.3 弱 1.27 中等 中等胶结 弱膨胀表 7 昔格达组岩石抗压强度和变形成果表抗压强度 变形试验原状样 饱和 烘干 破坏强度 B50 项目岩性 MPa MPa 102MPa砂 岩 1.07 0.78 3.83 0.44粉砂质泥岩 1.07 0.89 13.2 0.87 4.69 0.31泥岩 1.73 0.79 13.4 1.60
28、 5.42 0.30表 8 昔格达组岩石渗透试验成果表室内试验 现场试坑注水初裂坡降 破坏坡降 渗透系数 渗透系数项目岩性 KKB % 10-4cm/s 10-4cm/s砂 岩 22.5 53.1 1.04 5.01泥 岩 25.3 50.1 0.529 0.17表 9 昔格达组岩石抗剪强度成果汇总表饱和快剪 饱固快 饱固慢 五次反复剪残 强 三轴试验C C C C C 参数岩性 Kpa 度 Kpa 度 Kpa 度含义Kpa 度 Kpa 度27 34 2 331 *373 峰值砂岩7 3212 稳定值37 3058 43 3117 38 3117 峰值 242 6364418 4737粉砂质泥
29、岩 40 *2155 40 2510 稳定值103 1653648 3515150 *3852 77 3956 62 *39542 峰值 12 232泥岩20 2550 20 314 稳定值 8 2331注：*为一组成果，*为平均值；泥岩的摩擦系数为 0.630.81.表 9（续） 滑坡滑带土的抗剪强度9饱和快剪 C（ Kpa） 18.4 （度）2636固结快剪 C（ Kpa） 14.1 （度） 2805表 10 昔格达组岩体载荷试验成果表试验编号 副 SK1-1 副 SK1-2 副 SK1-3 副 SK1-4岩石名称 褐黄色泥质粉砂岩类灰色泥质粉砂岩 褐黄色泥质粉砂岩及部分褐黄色泥岩 弱胶结
30、灰色泥质粉砂岩 弱胶结灰色粉砂质泥岩试验最大应力(Mpa) 1.014 1.183 1.183 1.352比例极限(Mpa) 0.50 0.50 0.85 0.70出现首条径向裂隙应力(Mpa) 0.67 0.676 1.183 1.014破坏极限(Mpa) 1.183 1.1.83 1.3523.3.2.2.2 昔格达组岩石的工程地质特征及评价根据上述试验成果，从物理力学指标较全面反映了副坝区昔格达组岩石的工程地质特征。（1）组成岩石的矿物成分和化学成分昔格达组岩石以水云母为主，矿物中的 Si 常被 FeAl 置换，剩余电荷较多，而吸引较多的正电荷（主要是 K+）加强晶胞间联结作用。因此，它
31、们的晶格活动性较弱。这一特征决定岩石的胀、缩性较弱。昔格达组岩石不属膨胀岩类，与试验成果相符；其岩石中裂隙不发育（除两组构造裂隙）与地质测绘资料相同。化学分析成果表明：SiO 2 含量达52.5%56.24 %.PH 值为 7.3 ，表明岩石沉积在弱碱生的环境中成岩。（2）岩石的抗压强度特征试验成果表明，岩石天然状态下含水量为 1724.6%，饱和度为 85%100%，其抗压强度为 1.071.73MPa，烘干状态下抗压强度 13.213.4MPa，饱和状态下的抗压强度为0.790.89MPa，反映了不同含水量状态下岩石的抗压强度差值较大。在饱和状态下强度低。这和岩石的胶结程度为弱 中等胶结和
32、遇水崩解快的特征相吻合。从室内试验试件加工均由车床中工而言，昔格达组岩石具有一定的强度。岩石试件尺寸为 55cm，对于这种胶结弱的软弱岩石，这种试件与天然岩体有较大的区别。对天然岩体来讲，尺寸和围压与其力学指标影响很大。三轴抗剪试验指标高于其它方法试验指标就是证明。因此，天然昔格达组岩体是具有一定的强度和承载力的。（3）岩石的抗剪强度土工试验成果表明：同类岩石不同剪切方法对抗剪强度影响不明显，这与土的抗 1剪强度曲线有明显的区别。因此，昔格达组岩石具有一定的成岩条件，为半成岩的岩石，有一定的抗剪强度。表 6 中的成果表明：除三轴试验的峰值强度较高外，其它方法测定的抗剪强度无 2明显差异，其 t
33、g =0.600.80，残余抗剪强度与滑带土的抗剪强度接近，相当于峰值强度的 0.60.7 倍，表现了抗剪强度相对（相对于软岩）较高的特点。（4）岩石的透水性室内渗透试验和现场试坑注水试验成果表明，昔格达组砂岩渗透系数k=1.045.0110-4 cm/s，泥岩的渗透系数为 k=1.75.2910-5 cm/s。昔格达组砂、泥岩均属极微透水岩石。岩 石的初裂坡降大于 21.1，破坏坡降大于 50.3，大大高于一般土的临界坡降，表现了昔格组砂、泥岩具有较高的抗渗性能。10（5）岩体载荷试验成果表明：褐黄色砂、沉岩比例极限确定的地基承载力为0.5MPa，灰黑色砂、泥岩比例极限确定的地基承载力为 0
34、.70.85MPa.3.3.3 副坝昔格达岩组建坝条件评价副坝区昔格达组砂、沉岩，其粘土矿物以水方田为主，含少量蒙脱石，高岭石及多水高岭石，总量小于 5%；岩石具有密度小，弱膨胀，低压缩，抗渗强度高，有一定的强度和较高的抗剪强度，其地基承载力、变形等均可满足 30m 左右高的当地材料坝的要求。抗剪试验反映了褐黄色砂、泥岩、抗剪指标低于灰黑色砂、泥岩。因此，心墙及心墙齿槽嵌入灰黑色砂、沉岩中一定深度可满足坝基抗滑稳定要求。因此，副坝昔格岩组具备修建 30m 左右高的当地材料坝的建坝条件。3.4“三洞”进口边坡稳定性分析评价3.4.1 评价“三洞”进口边坡稳定的必要性大桥水库的导流隧洞，放空隧洞，
35、引水发电隧洞（简称“三洞” ）进口均布置在坝前200m 处的北茎河右岸坡， “三洞”进口在平面上相距 10.0m 和 55m，在垂直方向上、高差分别为 3.5m、20.3m 和 23.8m。进口边坡坡顶高程 2140m，最大坡高 180m，高程 1966-2020m 坡角为 600-680 ， 2020m 以上为 480-510。边坡岩体断层，裂隙发育，岩体中分布19 条断层，规模较在的有 f105、f 136（断层破碎厚分别为 5.0-8.0m 和 0.5-0.7m，延伸长度分别为 2500m 和 400-600m） 。边坡岩体风化、卸荷作用强烈，强风化带厚 21-35m，卸荷带垂直厚度为
36、17.5-27.45m。边坡地质条件复杂，一旦边坡失稳，将直接影响，导流，放空，引水洞运行。因此，研究三洞进口段高陡边坡在发生地震为控制工况的稳定分析，采用可靠的治理措施，以保证边坡长期稳定和安全运行是十分必要的。3.4.2 “三洞”进口边坡稳定分析评价3.4.2.1 稳定分析的边界条件3.4.2.1.1 边坡稳定分析分区根据三洞进口边坡测绘资料，按地形坡度，岩体风化程度，结构面组合情况，从上到下将边坡岩体分为三个区：A 区：高程 2090m 以上，岸坡及坡顶地形平缓，由全、强风化岩体组成，呈散体结构，以强风化岩体的抗剪强度控制边坡稳定。B 区：高程 2020-2090m，卸荷带底界坡度较陡，下部为 f105 断层横切边坡，边坡稳定受卸荷带底界与 f105 断层控制；C 区：高程 2020m 以下，边坡坡角 600-800，卸荷带在坡脚 1966m 大部被挖穿，该段卸荷岩体呈倒三角形，卸荷岩体临空，其边坡稳定受卸荷带底界面控制。3.4.2.1.2 潜在危险滑移面分析根据“三洞”进口边坡岩体中分布的断层，裂隙组合赤平投影分析，边坡岩体中不存在形成控制边坡整体稳定的不利组结构面，其不利组合主要是形成局部的不稳定楔形块体。边坡岩体卸荷界面带的变形摸量值根据 85 段（每段 5m）钻孔声波测试成果和多类
