水坝、水库工程地质研究(2)

三、坝基（肩）稳定性问题

(a)表层滑动

图3-5 坝基滑动破坏的形式 (b)浅层滑动（C）深层滑动

（一）、坝基岩体抗滑动破坏的类型 1、表层滑动指坝体沿坝底与基岩的接触面发生剪切破坏所造成的滑动。滑动面大致是平面。坝基岩体坚硬，地基岩面处理不好或混凝土浇注不好。主要发生在坝基岩体的强度远大于坝体混凝土强度，且岩体完整、无控制滑移的软弱结构面的条件下。此时，混凝土基础与基岩接触面常称为薄弱且可能滑动的面，接触面的摩擦系数值，是控制重力坝设计的主要指标。坝体必须具有足够的重量，以便使接触面上的摩擦阻力大于作用在坝体上的总水平推力。

（一）、坝基岩体抗滑动破坏的类型 2、浅层滑动当坝基表层岩体的抗剪强度低于坝体混凝土时，剪切破坏往往发生在浅部岩体之内，造成浅层滑动。滑动面常参差

不齐。坝基岩体软弱，或岩体虽坚硬但表面部风化破碎层没有挖除干净。

3、深层滑动
在坝基岩体的较深部位，沿软弱结构面发生剪切破坏。滑动面由两三组或更多的软弱结构面组合而成，只有当地基

岩体内存在有软弱结构面，且
按一定组合能构成危险滑移体时，才有发生深层滑动的可能。它是高坝主要破坏形式。

4、三种破坏形式的比较
坝基岩体表层滑动边界条件比较简单，主要取决于坝体混凝土与基岩接触面的抗剪强度。浅层滑动近似一平面，抗滑稳定性取决于浅部岩体的抗剪强度。深层滑动比较复杂，它必须有滑动面、切割面和临空面。

（二）拱坝坝肩抗滑稳定性
不同的坝型对坝肩稳定性要求不同。土石坝和重力坝只要求将坝肩嵌入到岩体内一定深度，以满足防渗要求和一定的连结能力，不要求核算坝肩的抗滑稳定性。拱坝的工作条件与土石坝、重力坝有本质的区别，在库水推力作用下，坝体内将产生复杂的空间应力分布，而且主要以轴向压力的方式将荷截传递到河谷两岸的岩体上。拱端对坝肩岩体将产生轴向推力（pH）、径向剪力（pV）和力矩（M）(图16—21)。当拱端岩体具有足够的强度和剐度时，则给拱圈以相应的反力来保持坝体稳定。若拱端岩体软弱破碎，尤其当存在与拱端推力方向一致的软弱结构面时，将对拱坝的稳定性带来威胁。因此，拱坝需进行坝肩岩体抗滑稳定分析。

滑移边界条件及结构体形态

与坝基一样，坝肩滑移边界条件也是由滑移面、切割面和临空面组成（图16-22），只是由于坝肩滑移发生在陡立岸坡为特征的坝肩部位，滑移边界条件在构成上有所区别，这些边界面具有如下特点：

（1）滑移面：一般为倾向下游河床方向的平缓或倾斜的软弱结构面，有时倾向上游的缓倾角结构面也可构成滑移面。滑面形态可以是单平面、多平面或空间曲面。滑动方向受到轴向推力与切向推力作用方向的限制。（ 2 ）切割面：凡与工程作用力方向近平行、陡立者均可成为侧向切割面；与工程作用力方向近垂直，且位于滑移体后缘者可成为横向切割面。（ 3 ）临空面：可以分为纵向与横向两类。河谷岸坡为纵向临空面；河弯突出部位、河沟、断层（或软弱）带、溶洞等为横向临空面。图16-23

常见的滑移结构体归纳为几类：楔形体、锥形体、棱形体（包括板状体）。图16-24

（三）提高坝基（肩）岩体稳定性的工程措施

当坝基(肩)岩体中存在不利于抗滑稳定性的地质因素时，可以考虑适当改变建筑物结构，如增大坝底面积；设臵阻滑齿槽和抗力体；设臵传力墙；改变坝形等等。当

采取可能的技术设计仍不满足稳定性要求的情况下，则应考虑岩体加固处理措施，其常用的处理措施是：固结灌浆开挖回填锚固

1、固结灌浆
它是提高裂隙岩体整体强度的有效措施。固结灌浆是利用钻孔将高标号的水泥浆液或化学浆液压入岩体中，使之封闭裂隙，加强基岩的完整性，达到提高岩体强度和刚度的目的。常规的灌浆是在整个基础大面积内进行，此时应分批逐步完成整个灌浆工程，应根据坝基压力，地质条件

等合理设计灌浆孔深、孔距、灌浆压力和浆液稠度，即先
进行灌浆试验。有时为了处理断层、软弱夹层和溶洞等，须进行特殊的灌浆方法。

2、开挖回填
对于断层破碎带、风化带、软弱破碎带等，可以通过坑探工程将其清除掉，然后回填混凝土，以增强地基的强度。应根据对象不同，开挖回填后形成不同的结构形式，图16-26为处理断层带及软弱夹层时常用的几种方法。

3、锚固
主要用于处理块体沿弱面的滑移变形。它按一定的方向用钻孔穿透弱

面深入到完整岩体内，插入预应力锚索（钢筋），然后用水泥将孔固结
起来，形成具有一定抗拉能力的结构。

此外，对拱坝坝肩不稳定岩体的处理，还可以采用其他支挡办法，如抗滑桩、支撑柱等。还应特别强调，地下水往往是导致基础失去稳定的主要因素，在设臵工程处理措施时，应充分考虑到防渗排水的作用，一项处理工程有时问题多样，条件较复杂，应根据具体情况综合采用上述有关处理措施。

百度搜索：99建筑网,查看数百万资料
四、坝址选择工程地质论证
（一）坝址选择的一般过程
原则：“面中求点，逐级比较、择优选定”
坝址1

全面了解整个流域的地质条件

选择

坝址2

根据地质、政治、技术、经济条件

坝址

坝址3
。。。

（二）坝址选择工程地质研究要点

1、岩土性质
岩土性质关系到建筑物的稳定和造价，在坝址选择时常具有决定性意义。一般选择坚硬、均http:///
一、完整性较好、透水性差、抗水性强的岩土体作为坝址。 2、地质构造地质构造关系到区域稳定性及坝区稳定性和渗漏。首先，应尽量避开或远离活断层带和现代地壳活动强烈地区（如地震活动强烈及地应力高度集中地区等）。其次，应选择构造变动相对较弱地段作为坝址。

3、水文地质条件石灰岩岩溶发育及厚层第四系砂砾石层分布区，渗漏问题往往非常突出。岩溶发育区：最重要的是寻找和利用隔水层当无隔水层时，应选择弱岩溶化地段作为坝址。

第四系地层分布区：应尽可能避开厚层沙砾石层分布地段，要选择第四系地层较薄或坝前已形成有隔水作用的天然铺盖河段建坝。

除上述以外，选坝还