摘 要：西藏某水电站为二等大（2）型工程，主要枢纽建筑物包括混凝土重力坝和坝后式厂房，最大坝高118m。坝基变形及抗滑稳定问题是混凝土重力坝的主要工程地质问题之一，基于此，本文从工程地质条件分析入手，通过大量的现场测量资料和试验数据，研究坝基岩体的工程地质特征，确定分级标准并对坝基岩体进行质量分级，在试验数据基础上，结合区域的地质背景及工程地质条件分析坝基的变形及稳定性，研究结果具有重要的理论意义及工程意义。
关键词：水电站，重力坝，变形，稳定性
1.前言
据不完全统计，中国水电可开发资源约3.78亿kw，但分布不均匀，西部占全国可开发总量的75%[1]。我国水电开发潜力巨大，任重道远。为实现我国21世纪社会经济的全面协调发展，党中央实施了伟大的西部大开发战略，其中在做好环境保护的条件下大力发展水电、西电东送就是西部大开发战略中的重大课题之一，以此来缓解我国紧张的能源状况，促进西部经济发展[2]。近20年来，我国水电建设取得了突飞猛进的发展，据初步统计，全部已建、在建大中型水电站约220座，其中I000MW以上的大型水电站就有20余座[3]。在大量水电工程迅速兴建的同时，带来很多复杂的工程地质问题，如区域稳定性问题、坝基岩体可利用性问题、岩质高边坡稳定性问题、大型地下洞室岩体稳定性问题、高地应力问题、岩体渗漏问题及坝体变形问题等。大型水电工程项目在不断为工程地质学领域提出新的研究课题与挑战[4]。
2.区域地质概况
2.1 区域地质背景
工程区位于青藏高原中南部高山深谷区，区域平均海拔在4500m以上，峰顶面多在5000m～6000m左右，最低处在雅鲁藏布江谷地，约3200m，相对高差约1800m～2500m。山地主体为念青唐古拉山和喜马拉雅山，山势陡峻，群峰林立，高峰周围有无数规模巨大的冰川，冰斗、冰塔林广泛分布，河流侵蚀切割强烈。该电站所处的峡谷段，谷坡陡峻，河谷深切，为典型的高山深切峡谷地貌。两岸冲沟较发育，阶地不发育。
区域在大地构造上跨越喜马拉雅地体（Ⅰ）、拉萨地体（Ⅱ）及两者之间的雅鲁藏布江缝合带（YS）。水电站所在区域内断裂发育，主要为近东西向和近南北向，次为北东、北西西～北西向，其断裂性质、规模、活动时间、活动强度等具有明显差异。区内展布的当雄构造带规模最大，活动最强，是本区大震的发震构造带。近场区在大地构造位置上由北向南横跨了冈底斯火山岩浆弧，雅鲁藏布江缝合带及特提斯喜马拉雅地体的北部地区。近场区构造主要表现为在近东西构造上叠加发育近南北向的沃卡地堑。
2.2 地震
工程所在区域位于喜马拉雅地震带和藏中地震带交汇地区，地震活跃且活动水平高，破坏性地震几乎遍布整个区域。区域内的地震构造以近东西向和近南北向至北北东向为主，北北东向断裂切割近东西向逆断裂或走滑断裂，强震多发生在上述两组断裂的相交部位，并形成当雄—羊八井、桑日—错那北北东向强震密集带，对比二十世纪地震活动水平，估计未来百年仍有发生多次7级甚至8级地震的可能。历史地震对坝址影响烈度达到Ⅴ度的地震有14次。1915年桑日7级地震对坝址的影响烈度最大为Ⅷ度。
2.3 区域构造稳定性评价
场址区内未有区域性活动断裂通过，根据中国地震灾害防御中心地震安全性评估报告，坝址区50年超越概率63%、10%、5%、2%基岩地震动峰值加速度分别为60 gal、179gal、236 gal、337 gal，100年超越概率2%、1%基岩地震动峰值加速度为412gal、489.6gal，坝址地震基本烈度为Ⅷ度。根据《水电工程区域构造稳定性勘察技术规程》（DL/T35-2006）的划分结果，工程场址区构造稳定性较差。
3.坝址区工程地质条件
坝址所在区域两岸地形较完整，左岸稍缓，高程3517.0m以下地形坡度39°～44°，高程3517.0m～3570.0m地形坡度55°～65°，高程3570.0m以上地形坡度27°～30°；右岸稍陡，高程3510.0m以下地形坡度44°～49°，高程3510.0m～3610.0m地形坡度65°～70°，高程3610.0m以上地形坡度30°～40°，地表多基岩裸露。
坝址出露地层岩性为喜山期侵入的黑云母花岗闪长岩，局部夹黑云母角闪石英闪长岩（条带状岩脉），厚约30cm～50cm，局部3m～5m，两者多呈裂隙接触，局部呈熔融接触。第四系由冲洪积、崩坡积、冰水堆积、泥石流堆积组成。坝址不良物理地质现象不甚发育，两岸多基岩裸露，无滑坡、大规模崩塌堆积体存在，仅右下沟沟口存在小规模洪积堆积物。由于河流下切剧烈，两岸边坡较陡，岩体内表层节理裂隙发育，存在岩体风化及卸何现象。
4.坝基岩体力学参数
坝基岩体力学参数是岩体质量分级的重要指标，也是评价建基可利用岩体的决定性因素之一，主要包括变形参数（变形模量、承载力）和强度参数（c、）两个方面。本次研究结合该水电站具体工程地质条件，针对不同的岩体结构、风化、卸荷带岩体现场开展了不同受力方向的变形试验。试验结果表明：弱风化上段黑云母花岗闪长岩饱和抗压强度范围57.90MPa～81.80MPa，平均值67.84MPa，弱风化下段黑云母花岗闪长岩饱和抗压强度范围值59.11MPa～103.84MPa，平均值80.57MPa，微风化黑云母花岗闪长岩饱和抗压强度范围值67.81MPa～104.96MPa，平均值85.28MPa；弱风化下段黑云母角闪石英闪长岩饱和抗压强度范围值61.06MPa～79.23MPa，平均值67.10MPa，微风化黑云母角闪石英闪长岩饱和抗压强度范围值64.36MPa～80.70MPa，平均值73.85MPa，均属硬质岩。
5.坝基变形及抗滑稳定性分析
依据工程地质条件及试验结论：坝基岩石强度高，坝基不同高程上岩体的变形模量能够满足重力坝相应高程的要求。但对坝基中出现的性状较差的断层带、破碎带应进行挖填补强处理。根据坝址斜孔资料，河床未见较大中缓倾角构造发育，无抗滑稳定问题。
6.结论
该水电站坝基变形模量可以满足相应的要求，考虑后续各种不利组合的影响，为提高坝体的稳定性，建议做如下处理：①左岸岸坡构造发育，岩体较破碎，建议对左岸坝基灌浆补强并进行锚固处理。②对坝基建基面出露的断层破碎带、碎裂岩体以及蚀变带进行槽挖，开挖一定深度后用混凝土置换，并进行补强灌浆。③坝基开挖过程中建基面上出现的不稳定块体，应预以清除，并回填混凝土。
上坝址河床未见较大中缓倾角构造发育，无深层抗滑稳定问题，左、右岸坝基存在底滑面与侧裂面组合块体，设计需复核其稳定性，以确保大坝后期安全运行。
参考文献
[1] 《中国水力发电工程》编审委员会.中国水力发电工程（水工卷）. 中国电力出版社，2000.
[2] 张世殊， 梁杏. 平硐声波孔渗水试验确定岩体渗透系数[J]. 水电站设计， 2002， 18（1）： 80-82.
[3] 陈良. 复杂坝基上重力坝的渗流分析及深层抗滑稳定性安全评价[D]. 南京：河海大学，2002.
[4] 刘惠军， 孙冠平， 聂德新. 拉西瓦水电站断层泥力学参数与粒度分形关系研究[J]. 岩石力学与工程学报， 2003， 22（S2）：2548-2550.
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