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三 峡 工 程 坝 址 区 主 要 工 程 地 质 问 题 研 究 薛 果 夫, 陈 又 华 ( 长 江 水 利 委 员 会 长 江 勘 测 规 划 设 计 研 究 院, 武 汉 430010) [ 摘 要 ] 简 要 介 绍 了 工 程 坝 址 区 最 为 关 键 的 坝 基 深 层 抗 滑 稳 定 永 久 船 闸 高 坡 稳 定 地 下 电 站 主 厂 房 围 岩 块 体 稳 定 断 裂 构 造 等 几 个 工 程 地 质 问 题 研 究 过 程 方 法 工 作 内 容 及 基 本 结 论, 并 结 合 工 程 施 工 监 测 及 运 行 有 关 情 况 对 各 专 题 进 行 全 面 总 结 与 评 价 [ 关 键 词 ] 三 峡 坝 区 ; 工 程 地 质 问 题 ; 勘 察 研 究 ; 总 结 [ 中 图 分 类 号 ] TV62;TV64 [ 文 献 标 识 码 ] A [ 文 章 编 号 ] 1009-1742(2011)07-0051 -10 1 前 言 三 峡 工 程 坝 址 的 工 程 地 质 勘 察, 自 20 世 纪 50 年 代 后 期 开 始, 持 续 进 行 了 大 量 的 地 面 地 质 测 绘 钻 探 硐 井 探 工 程 物 探 岩 土 力 学 试 验 及 水 文 地 质 试 验 研 究 工 作, 并 针 对 坝 区 及 建 筑 物 的 主 要 工 程 地 质 水 文 地 质 和 岩 石 力 学 问 题, 有 重 点 地 进 行 了 专 题 研 究 坝 址 位 于 扬 子 准 地 台 基 底 前 震 旦 纪 结 晶 岩 体 上, 主 要 岩 石 为 闪 云 斜 长 花 岗 岩 坝 址 处 河 谷 开 阔, 两 岸 谷 坡 平 缓, 地 形 地 质 条 件 均 甚 优 越, 是 一 个 兴 建 混 凝 土 高 坝 的 优 良 坝 址, 完 全 能 够 适 应 兴 建 l75 m 高 混 凝 土 重 力 坝 的 要 求 但 对 三 峡 工 程 而 言 : a. 有 些 建 筑 物, 如 永 久 船 闸 深 开 挖 边 坡, 升 船 机 的 特 殊 结 构 及 其 对 地 基 的 要 求, 二 期 围 堰 河 床 基 岩 深 槽 深 厚 覆 盖 层 基 础 防 渗, 坝 后 式 厂 房 深 开 挖 基 础, 都 具 有 世 界 一 流 水 平 的 特 点 和 难 度 ;b. 尽 管 坝 区 总 体 地 质 条 件 较 好, 但 这 一 古 老 的 结 晶 岩 体, 仍 存 在 许 多 局 部 地 质 缺 陷, 如 局 部 地 段 缓 倾 角 结 构 面 比 较 发 育 带 来 的 深 层 抗 滑 稳 定 问 题, 小 断 层 和 裂 隙 发 育 的 不 均 一 造 成 的 局 部 岩 体 破 碎, 风 化 带 顶 底 板 的 起 伏 变 化 和 局 部 加 深 风 化 给 勘 探 工 作 带 来 的 困 难 和 资 料 的 不 确 定 性, 风 化 蚀 余 块 球 体 对 围 堰 基 础 防 渗 的 影 响 等 ;c. 三 峡 工 程 规 模 巨 大, 土 石 方 开 挖 量 达 1.03 亿 m 3, 大 坝 及 厂 房 建 基 岩 面 面 积 达 40 万 m 2 永 久 船 闸 临 时 船 闸 和 升 船 机 开 挖 形 成 8 个 人 工 高 边 坡, 总 长 近 8 000 m( 不 含 上 下 游 引 航 道 ) 因 此, 岩 体 力 学 参 数 边 坡 开 挖 坡 角 和 建 基 岩 面 高 程 的 微 小 变 化 都 会 给 工 程 量 和 造 价 带 来 很 大 的 影 响 ;d. 三 峡 工 程 建 筑 物 类 型 多, 如 加 上 临 时 建 筑 物, 大 的 建 筑 物 类 型 多 达 10 余 种 不 同 建 筑 物 对 地 质 勘 察 研 究 的 要 求 各 有 特 点 水 工 及 施 工 总 体 布 置 影 响 区 面 积 达 10 余 平 方 千 米, 勘 察 工 作 都 要 有 所 兼 顾 鉴 于 以 上 特 点, 坝 址 区 及 建 筑 物 的 地 质 与 岩 石 力 学 问 题 的 勘 察 研 究, 在 全 面 掌 握 基 本 地 质 条 件 的 基 础 上, 重 点 问 题 重 点 地 段 和 建 筑 物 的 重 点 部 位, 必 须 集 中 力 量 进 行 多 学 科 的 深 入 研 究 和 超 常 规 的 地 质 勘 察 三 峡 工 程 坝 址 区 主 要 的 研 究 专 题 有 : 风 化 壳 工 程 地 质 特 性 的 研 究 断 裂 构 造 研 究 缓 倾 角 结 构 面 的 工 程 地 质 研 究 岩 体 卸 荷 带 特 征 研 究 坝 基 岩 ( 土 ) 体 水 文 地 质 特 性 研 究 大 坝 建 基 岩 体 结 构 及 质 量 研 究 深 挖 岩 质 高 边 坡 稳 定 性 研 究 岩 ( 土 ) 体 力 学 特 性 试 验 研 究 等 1992 年 工 程 开 工 后, 针 对 坝 基 深 层 抗 滑 稳 定 船 闸 高 边 坡 稳 定 地 下 厂 房 稳 定 性 等 若 干 重 大 问 题, 又 分 阶 段 进 行 了 多 期 深 化 研 究 和 施 工 地 质 验 证 [ 收 稿 日 期 ] 2011-04 -25 [ 作 者 简 介 ] 薛 果 夫 (1942 ), 男, 湖 南 南 县 人, 教 授 级 高 级 工 程 师, 长 期 从 事 水 利 水 电 工 程 地 质 生 产 管 理 与 研 究 工 作 ; E -mail:shingtonxue@126.com 2011 年 第 13 卷 第 7 期 51

工 作 2 断 裂 构 造 研 究 坝 区 前 震 旦 纪 岩 体 在 漫 长 的 地 质 历 史 过 程 中, 经 受 了 多 期 构 造 运 动, 留 下 了 以 断 裂 构 造 为 主 体 的 多 种 构 造 形 迹 断 裂 构 造 是 控 制 岩 体 工 程 地 质 条 件 最 主 要 的 因 素, 坝 区 的 主 要 工 程 地 质 问 题 均 与 断 裂 构 造 有 关 对 断 裂 构 造 的 分 布 出 露 位 置 规 模 性 状 工 程 特 性 及 其 对 不 同 建 筑 物 地 基 的 影 响 的 勘 察 研 究 始 终 是 坝 区 工 程 地 质 工 作 的 重 点 三 峡 工 程 断 裂 构 造 研 究 除 了 常 规 的 勘 察 手 段 外, 应 重 视 采 用 多 手 段 的 专 项 研 究 1) 应 用 地 质 力 学 断 裂 力 学 岩 石 力 学 及 年 代 学 等 的 理 论 与 方 法, 结 合 区 域 构 造 的 研 究 成 果, 对 本 区 断 裂 构 造 的 形 成 时 代 形 成 环 境 活 动 期 次 构 造 应 力 场 与 构 造 形 迹 的 对 应 关 系 等 进 行 研 究, 从 本 质 上 把 握 坝 区 断 裂 构 造 形 成 机 制 分 布 规 律 和 工 程 性 质 2) 系 统 地 采 取 样 品, 应 用 多 种 分 析 手 段 研 究 构 造 岩 的 微 观 组 织 结 构 矿 物 化 学 及 光 学 特 性 ; 对 坝 区 结 构 岩 进 行 系 统 分 类 和 定 名, 并 为 判 定 断 裂 形 成 的 物 理 场 ( 温 度 压 力 等 ) 提 供 证 据 3) 在 现 场 和 室 内 对 构 造 岩 和 结 构 面 进 行 分 类 试 验 和 测 试, 以 确 定 其 物 理 力 学 指 标 及 其 工 程 地 质 特 性 4) 对 F23 F7 F215 等 坝 区 规 模 最 大 或 性 状 最 差 的 断 层 进 行 专 门 研 究 除 进 行 具 体 的 空 间 定 位 成 因 性 状 的 详 尽 勘 察 研 究 外, 还 正 对 其 工 程 特 性 的 现 场 快 速 测 定 及 应 采 取 的 工 程 措 施 进 行 专 题 研 究 5) 根 据 现 场 结 构 面 实 测 资 料, 建 立 结 构 面 的 概 率 模 型 和 网 络 模 型 ( 二 维 或 三 维 ), 求 得 在 不 同 方 向 条 件 下 岩 体 内 的 结 构 面 密 度 长 度 连 通 率 等 指 标, 为 结 构 面 的 定 量 评 价 岩 体 质 量 研 究 岩 体 稳 定 性 分 析 等 提 供 依 据 这 些 研 究 使 我 们 对 坝 区 断 裂 构 造 的 形 成 条 件, 发 育 和 分 布 规 律, 相 互 的 切 割 关 系, 不 同 方 向 断 裂 的 地 质 力 学 特 点, 及 由 此 而 带 来 的 工 程 - 水 文 地 质 性 质 的 差 异 有 了 充 分 的 认 识, 并 以 此 指 导 工 程 地 质 勘 察 和 建 筑 物 工 程 地 质 条 件 的 评 价 由 于 对 岩 体 中 断 裂 构 造 的 位 置 规 模 产 状 和 性 质 都 把 握 得 比 较 清 楚 准 确, 因 此 对 断 裂 构 造 工 程 地 质 条 件 预 测 和 评 价 也 就 做 得 比 较 到 位, 没 有 给 设 计 和 施 工 带 来 不 利 影 响 2.1 断 层 空 间 展 布 坝 区 1 2000 地 质 测 绘 共 发 现 断 层 886 条, 其 中 长 度 大 于 400 m, 宽 度 大 于 2 m 的 断 层 有 16 条, 其 他 均 为 长 度 小 于 300 m 宽 度 不 足 1 m 的 中 小 型 断 层 断 层 在 平 面 上 具 有 疏 密 相 间 分 布 的 特 点,F23 以 东 地 段, 以 与 F23 平 行 的 NNW 向 断 层 为 主, F23 至 中 堡 岛 外 侧 漫 滩, 为 与 F7 平 行 的 NNE 向 断 层 集 中 分 布 区, 中 堡 岛 以 西 地 段, 以 NNW 向 断 层 为 主, 规 模 较 大 坝 区 稍 大 断 层 均 为 陡 中 倾 角 断 层 按 走 向 可 分 为 NNW NNE NE -NEE NWW - 近 EW 组 4 组, 其 中 前 两 组 断 层 最 发 育, 数 量 较 多, 规 模 较 大, 构 成 坝 区 断 裂 构 造 的 基 本 格 架, 主 要 为 压 性 或 压 扭 性 ; 后 两 组 断 层 规 模 较 小, 延 伸 长 度 较 短, 多 显 张 性 或 张 扭 性 特 征 NNE 及 NNW 向 较 大 断 层 宏 观 上 延 伸 较 平 直, NE ~NEE,NWW 向 断 层 一 般 呈 弯 曲 和 锯 齿 状 2.2 断 裂 构 造 系 统 及 活 动 期 次 坝 址 区 岩 体 经 历 了 多 次 构 造 作 用, 不 同 时 期 形 成 的 断 裂 构 造 显 示 出 不 同 的 特 征, 并 彼 此 间 构 成 相 互 切 割 或 复 合 关 系, 为 构 造 系 统 的 研 究 和 期 次 的 划 分 提 供 了 证 据 根 据 岩 石 同 位 素 年 龄 测 定 结 果, 坝 址 区 主 要 断 裂 的 形 成 年 龄 为 7.81 亿 ~8.01 亿 年, 表 明 主 要 为 晋 宁 运 动 晚 期 的 产 物, 晋 宁 运 动 形 成 了 本 区 断 裂 构 造 的 基 本 格 架 中 生 代 末 的 燕 山 运 动, 周 围 的 盖 层 发 生 强 烈 的 褶 皱 与 变 形, 而 核 部 的 结 晶 岩 地 块, 由 于 受 到 周 围 几 条 较 大 断 裂 对 区 域 应 力 的 吸 收 和 缓 冲, 其 变 形 破 坏 程 度 远 较 周 围 盖 层 为 轻, 主 要 表 现 为 对 早 期 断 裂 的 复 合 与 改 选 根 据 主 要 断 裂 的 动 力 学 运 动 学 特 点, 断 裂 的 组 合 切 割 关 系, 以 及 与 岩 脉 的 交 切 关 系 分 析, 大 体 可 以 确 定 断 裂 活 动 主 要 有 5 次, 前 3 次 属 晋 宁 运 动, 为 断 裂 构 造 形 成 阶 段, 后 2 次 属 燕 山 运 动, 为 断 裂 的 复 合 与 改 造 阶 段 进 入 喜 马 拉 雅 期 以 来, 坝 区 断 裂 活 动 比 较 微 弱, 未 见 明 显 宏 观 标 志 多 种 手 段 的 综 合 研 究 表 明, 坝 区 断 裂 均 为 不 活 动 断 裂 2.3 断 裂 构 造 的 工 程 地 质 特 性 构 造 岩 宏 观 特 征 及 大 量 样 品 的 光 学 显 微 镜 扫 描 电 镜 透 射 电 镜 分 析 显 示, 坝 区 构 造 岩 主 要 为 角 砾 岩 碎 裂 岩 碎 斑 岩 碎 粒 岩 碎 粉 岩 及 少 量 初 糜 棱 岩 等, 反 映 了 断 层 从 破 裂 裂 解 至 磨 碎 的 脆 性 变 形 过 程 不 同 方 向 构 造 岩 由 于 形 成 的 地 质 力 学 环 境 不 52 中 国 工 程 科 学

同, 工 程 特 性 有 明 显 差 别 在 4 组 断 层 中,NNW NNE 组 相 对 较 发 育, 规 模 较 大, 但 由 于 后 期 热 液 活 动 和 重 结 晶 作 用, 加 之 长 期 处 于 压 性 和 压 扭 性 环 境 中, 构 造 岩 胶 结 良 好, 强 度 高, 饱 和 抗 压 强 度 50 ~70 MPa, 呈 镶 嵌 结 构, 抗 风 化 能 力 较 强, 透 水 性 较 弱 所 以 该 组 断 层 尽 管 规 模 较 大, 但 并 未 构 成 主 要 工 程 地 质 问 题 如 坝 区 最 大 的 高 家 冲 断 层 (F23), 长 16 km, 构 造 岩 带 最 宽 达 20 余 米, 但 构 造 岩 胶 结 良 好, 性 质 较 坏 的 软 弱 构 造 岩 宽 仅 5 ~15 cm, 虽 然 断 层 带 穿 越 左 岸 升 船 机 坝 段 及 临 时 船 闸 闸 室 段, 但 并 未 对 建 筑 物 带 来 重 大 影 响, 仅 需 对 软 弱 构 造 岩 作 浅 抽 槽 和 常 规 固 结 灌 浆 处 理 NE -NEE NWW - 近 EW 组 断 层, 一 般 规 模 不 大 但 由 于 多 属 张 性 或 张 扭 性 结 构 面, 构 造 岩 比 较 破 碎, 大 多 胶 结 不 良, 伴 有 分 化 加 剧 时 则 为 松 散 或 泥 软 物, 对 边 坡 岩 体 和 硐 室 围 岩 稳 定 不 利, 也 不 能 满 足 建 筑 物 基 础 的 要 求 坝 区 本 组 最 大 的 F215 宽 1 ~ 6 m, 弯 曲 延 伸, 构 造 岩 为 角 砾 岩 碎 斑 岩 碎 裂 闪 云 斜 长 花 岗 岩 等, 胶 结 差, 风 化 较 强, 呈 疏 松 半 疏 松 状, 沿 断 层 透 水 性 较 强 在 升 船 机 一 带, F215 f548 等 出 露, 或 与 F23 交 汇 时, 形 成 一 定 规 模 的 软 弱 岩 带, 分 别 进 行 了 较 大 规 模 的 抽 槽 砼 置 换 等 综 合 处 理, 在 左 非 坝 段 一 带 还 进 行 了 特 殊 化 灌 岩 体 深 部 可 见 断 裂 裂 隙 加 剧 风 化 现 象 主 要 见 于 NE -NEE NWW 两 组 张 扭 ( 张 ) 性 结 构 面, 偶 见 于 NNE 张 性 复 合 面 NNE 向 断 裂 与 NE -NEE 组 或 NWW 组 断 裂 交 切 部 位, 亦 控 制 着 深 风 化 槽 的 形 成 2.4 河 床 断 裂 构 造 研 究 三 峡 工 程 坝 址 区 长 江 河 床 水 域 及 中 堡 岛, 后 河 累 计 宽 达 1 000 余 米, 对 这 些 覆 盖 地 段 断 层 的 勘 察 与 分 析 研 究, 成 为 三 峡 工 程 勘 察 工 作 最 大 的 难 点 由 于 三 峡 大 坝 轴 线 上 下 游 河 床 中 存 在 专 山 珠 牯 牛 石 两 个 基 岩 深 槽, 更 加 重 了 关 于 三 峡 枯 水 河 床 是 否 存 在 顺 河 向 大 断 裂 的 怀 疑 和 争 论 20 世 纪 50 年 代, 前 专 家 提 出 开 挖 过 江 平 硐, 以 查 清 有 无 顺 河 断 层 中 国 专 家 虽 持 不 同 意 见, 但 在 前 苏 联 专 家 坚 持 下, 仍 决 定 进 行 这 一 难 度 极 大 的 勘 探 工 程, 并 在 中 堡 岛 开 挖 深 达 90 m 的 竖 井, 再 进 入 河 下 平 硐 后 因 前 苏 联 专 家 撤 走, 中 止 了 平 硐 开 挖 长 江 以 140 方 向 流 经 坝 址 区 并 逐 步 转 向 70, 形 成 一 向 南 突 出 的 大 弧, 两 侧 漫 滩 均 有 基 岩 出 露, 极 有 利 于 断 层 研 究 工 作 多 年 地 质 研 究 表 明, 坝 区 极 少 有 较 大 规 模 的 顺 江 方 向 ( NW 向 ) 断 层 分 布, 在 坝 基 枯 水 河 床 部 位 沿 水 流 方 向 延 伸 至 上 下 游 的 漫 滩 部 位, 亦 未 发 现 顺 江 大 断 层 展 布 而 早 在 20 世 纪 50 年 代, 实 施 了 国 内 最 早 的 深 水 穿 江 斜 孔 (415 孔 416 孔 从 两 岸 相 向 施 钻, 重 叠 约 10 余 米 ) 等, 也 基 本 否 定 了 顺 河 向 长 大 断 裂 的 存 在 但 直 到 二 期 围 堰 截 流 前, 有 权 威 人 士 对 此 仍 担 心 不 止 因 此, 在 二 期 工 程 开 挖 前, 河 床 区 又 补 充 大 量 地 质 勘 察 工 作, 按 钻 孔 平 面 位 置 孔 深 及 断 层 发 育 规 律, 该 地 段 钻 孔 密 度 基 本 可 控 制 倾 角 在 70 以 下 的 断 层 分 布 根 据 钻 孔 所 揭 露 的 断 层 构 造 岩 类 型 性 状 规 模, 结 合 本 区 一 般 规 律 及 周 围 钻 孔 揭 露 断 层 的 对 比 分 析, 分 析 确 定 断 层 在 平 面 上 的 分 布 及 延 伸 长 度 开 挖 结 果 验 证 了 前 期 研 究 结 论, 枯 水 河 床 坝 基 不 存 在 顺 河 ( NW) 向 长 大 断 裂, 较 大 的 NNE NNW 向 断 层 多 为 前 期 漫 滩 或 钻 孔 已 确 定 的 断 层, 其 规 模 远 小 于 坝 区 F23 F7 等 断 裂 河 床 坝 段 断 裂 总 体 发 育 程 度 与 漫 滩 坝 段 无 明 显 差 异, 河 床 深 槽 段 岩 石 完 好, 主 要 是 夹 带 砂 砾 的 异 重 水 流 在 岩 体 局 部 破 碎 的 地 段 侵 蚀 淘 深, 沿 水 流 向 上 方 朔 源 侵 蚀, 向 下 方 顺 流 冲 蚀 磨 蚀, 逐 渐 延 伸 而 成 3 坝 基 深 层 抗 滑 稳 定 三 峡 工 程 坝 基 裂 隙 岩 体 中 发 育 不 同 程 度 的 缓 倾 角 结 构 面 ( 优 势 方 向 倾 向 下 游 ), 构 成 了 对 大 坝 抗 滑 稳 定 不 利 的 地 质 条 件 其 中 大 坝 左 厂 1 号 ~5 号 机 坝 段 是 坝 址 区 缓 倾 角 结 构 面 发 育 程 度 最 高 的 地 段 由 于 采 取 坝 后 式 厂 房 布 置 方 案, 坝 基 下 游 形 成 坡 度 约 54, 坡 高 67.8 m 的 临 空 面, 因 此, 其 坝 基 深 层 抗 滑 稳 定 问 题 十 分 突 出, 是 三 峡 工 程 最 为 关 键 性 的 技 术 问 题 之 一 研 究 工 作 自 1977 年 可 行 性 论 证 阶 段 至 1993 年 技 术 设 计 阶 段, 包 括 生 产 三 峡 工 程 前 期 科 研 及 国 家 六 五 七 五 科 技 攻 关 科 研, 采 用 了 当 时 国 内 外 可 以 得 到 的 各 种 方 法 和 手 段, 取 得 了 丰 富 的 资 料 和 成 果 有 关 缓 倾 角 结 构 面 的 大 多 数 问 题, 包 括 其 分 布 特 征 优 势 产 状 结 构 面 形 态 及 充 填 物 特 征 短 小 结 构 面 的 连 通 率 结 构 面 的 力 学 参 数 等 已 查 清 或 基 本 查 清, 有 了 明 确 的 结 论 这 些 研 究 成 果, 是 施 工 期 前 进 行 抗 滑 稳 定 研 究 的 主 要 依 据 在 各 设 计 阶 段 也 因 此 提 出 了 与 当 时 研 究 程 度 相 适 应 的 抗 滑 稳 定 概 化 模 式, 满 足 了 相 应 设 2011 年 第 13 卷 第 7 期 53

计 阶 段 的 需 要 但 是, 这 些 工 作 所 能 得 到 的 不 确 定 性 抗 滑 稳 定 模 式, 严 格 而 言, 对 于 工 程 设 计 是 远 远 不 够 的, 其 中 最 关 键 也 是 最 大 的 难 点 是 确 定 控 制 性 滑 移 面 的 确 切 位 置 产 状 展 布 范 围 与 组 合 关 系 工 程 开 工 后, 利 用 施 工 开 挖 的 有 利 条 件, 左 厂 1 号 ~5 号 机 坝 段 进 行 了 两 期 三 次 特 殊 勘 察 研 究 工 作, 解 决 了 如 何 查 明 岩 体 内 长 大 缓 倾 结 构 面 的 空 间 位 置 产 状 分 布 范 围 和 组 合 方 式 这 一 世 界 性 的 技 术 难 题, 使 抗 滑 稳 定 研 究 取 得 了 由 假 定 统 计 概 化 模 式 至 确 定 模 式 的 突 破 性 进 展, 明 确 提 出 了 2 号 ~5 号 机 组 坝 段 坝 基 单 独 抗 滑 稳 定 及 3 号 机 组 坝 段 厂 坝 联 合 作 用 下 抗 滑 稳 定 分 析 和 计 算 的 确 定 性 概 化 模 式, 并 根 据 特 殊 勘 察 成 果 及 当 时 建 基 面 地 质 编 录 资 料 提 供 了 作 为 三 维 计 算 的 基 本 几 何 与 力 学 概 化 条 件, 为 设 计 提 供 了 可 靠 的 地 质 依 据 随 后, 在 4 年 多 的 施 工 地 质 工 作 中, 针 对 全 区 全 面 开 挖 揭 露 的 地 质 条 件, 进 一 步 详 细 研 究 了 缓 倾 结 构 面 及 其 他 边 界 切 割 面 的 性 状 特 征 组 合 切 错 规 律 连 通 率 等, 并 在 此 基 础 上, 对 照 原 勘 察 成 果 进 行 了 全 面 的 分 析 对 比 验 证 结 果 表 明, 坝 基 深 层 及 浅 层 滑 移 路 径 的 数 量 及 结 构 面 的 连 通 率 均 未 超 越 研 究 过 程 中 地 质 所 提 出 的 概 化 模 式 关 于 抗 滑 稳 定 的 基 本 结 论 是 : 1)1 号 ~5 号 机 组 坝 段 建 基 岩 体 新 鲜 完 整, 绝 大 部 分 属 于 优 质 岩 体 构 成 坝 基 抗 滑 稳 定 控 制 性 滑 移 面 的 优 势 方 向 缓 倾 角 裂 隙 均 为 硬 性 结 构 面 2)1 号 ~5 号 机 组 坝 段 滑 移 模 式 为 直 线 型 或 阶 梯 型, 主 要 潜 在 滑 移 面 位 于 坝 基 以 下 0 ~45 m 各 坝 段 不 存 在 统 一 的 深 层 潜 在 滑 移 面 其 滑 移 路 径 是 由 若 干 条 产 状 具 有 一 定 差 异, 且 被 各 向 陡 中 倾 角 结 构 面 所 切 错 的 缓 倾 角 裂 隙 组 成, 潜 在 滑 移 面 在 空 间 上 呈 高 低 错 落 扭 曲 起 伏 且 与 库 水 推 力 方 向 有 一 定 交 角, 滑 移 路 径 按 二 维 平 面 问 题 概 化, 结 构 面 力 学 参 数 按 平 直 稍 粗 面 取 值, 均 有 一 定 的 安 全 裕 度 ( 见 图 1) 3)2 号 4 号 5 号 机 组 坝 段 坝 基 抗 滑 稳 定 分 析 地 质 模 式 最 终 实 际 连 通 率 29.3 % ~43.5 % 3 号 机 组 坝 段 坝 基 抗 滑 稳 定 分 析 剖 面 深 层 潜 在 滑 移 面 的 实 际 连 通 率 一 般 为 58.9 % ~78.8 %, 最 高 达 82.9 %( 概 化 连 通 率 83.1 %); 考 虑 厂 坝 联 合 作 用, 其 连 通 率 最 大 值 为 76.4 %( 见 图 2) 4) 稳 定 分 析 中, 侧 向 切 割 最 不 利 的 假 定 条 件 是, 一 侧 为 f 10 断 层 贯 通 切 割, 侧 向 切 割 面 的 连 通 率 100 %, 另 一 侧 为 裂 隙 切 割, 连 通 率 为 20 % 这 些 结 论, 为 设 计 处 理 左 厂 1 号 ~5 号 机 组 段 的 抗 滑 稳 定 问 题, 提 供 了 最 终 的 地 质 依 据 在 工 程 施 工 中, 设 计 并 实 施 了 一 系 列 提 高 坝 基 抗 滑 安 全 度 的 工 程 措 施, 如 : 降 低 建 基 面 高 程 坝 前 增 设 齿 槽 厂 坝 联 合 抗 滑 封 闭 抽 排 等, 为 大 坝 的 稳 定 与 安 全 提 供 了 充 足 的 保 障 大 坝 挡 水 运 行 7 年 来, 左 厂 1 号 ~5 号 机 组 坝 段 地 基 岩 体 水 平 位 移 量 仅 3 mm 左 右, 坝 顶 向 下 游 位 移 10 mm 左 右 主 排 水 幕 后 的 坝 基 渗 压 水 位 高 程 约 在 52 m 以 下, 低 于 坝 基 滑 移 主 要 控 制 性 缓 倾 角 结 构 面 的 位 置 目 前 1 号 和 2 号 排 水 洞 总 渗 漏 约 68 L /min, 且 总 体 呈 下 降 趋 势 坝 后 最 大 扬 压 力 系 数 为 0.11 这 些 数 据 均 远 低 于 设 计 所 设 定 的 标 准, 表 明 左 厂 1 号 ~5 号 机 组 坝 段 运 行 状 态 十 分 良 好 三 峡 工 程 左 厂 1 号 ~5 号 机 组 坝 段 抗 滑 稳 定 问 题 的 工 程 地 质 研 究, 不 仅 有 全 区 各 勘 察 设 计 阶 段 的 基 础 资 料 为 支 持, 而 且 在 工 程 施 工 的 特 殊 时 期, 创 造 性 地 运 用 了 新 的 技 术 思 路 和 手 段, 通 过 特 殊 勘 探 取 得 了 极 为 珍 贵 的 勘 察 成 果 该 成 果 在 随 后 的 施 工 地 质 过 程 中 经 全 面 验 证, 结 果 吻 合 可 以 认 为, 三 峡 工 程 左 厂 1 号 ~5 号 机 组 坝 段 抗 滑 稳 定 问 题 的 工 程 地 质 专 项 研 究 工 作, 不 仅 成 功 地 解 决 了 三 峡 工 程 左 厂 1 号 ~5 号 机 组 坝 段 抗 滑 稳 定 问 题, 同 时 也 为 研 究 岩 体 中 长 大 缓 倾 结 构 面 的 空 间 位 置 产 状 分 布 范 围 和 组 合 方 式 这 一 关 键 性 的 世 界 性 的 技 术 难 题, 提 供 了 一 套 新 的 完 整 的 技 术 思 路 手 段 和 方 法 4 船 闸 高 边 坡 稳 定 与 变 形 三 峡 永 久 船 闸 由 南 北 高 边 坡 及 中 隔 墩 南 北 坡 四 面 坡 组 成, 各 长 1 607 m, 边 坡 最 大 高 度 达 170 m, 下 部 闸 室 墙 为 高 40 ~68 m 直 立 坡 三 峡 船 闸 边 坡 是 劈 岭 开 挖 而 成 W 形 双 向 四 面, 卸 载 约 6 330 万 t, 岩 体 在 相 当 短 的 时 间 内 经 受 了 急 剧 的 卸 荷 和 应 力 调 整 ; 边 坡 下 部 直 立 坡 是 船 闸 结 构 的 一 部 分 ; 闸 门 安 装 后, 要 求 边 坡 的 变 形 量 小 于 5 mm 三 峡 永 久 船 闸 高 边 坡 的 这 些 特 点, 国 内 外 尚 无 先 例 可 循 54 中 国 工 程 科 学

图 1 左 岸 厂 房 2 号 ~4 号 机 组 坝 段 主 要 控 制 性 滑 移 面 空 间 分 布 图 Fig.1 Spatial distribution of the major controlling slip planes of units 2 ~4 dam sections of left bank powerhouse 4.1 边 坡 稳 定 问 题 研 究 从 七 五 重 点 科 技 攻 关 到 技 术 设 计, 对 船 闸 边 坡 的 整 体 稳 定 性 做 了 大 量 的 研 究, 包 括 物 理 模 拟 试 验, 二 维 三 维 有 限 元 计 算, 极 限 平 衡 分 析 等 有 限 元 计 算 表 明, 最 大 水 平 位 移, 直 立 坡 顶 为 30 mm 左 右 南 北 坡 斜 坡 段 和 中 墩 上 部 存 在 拉 应 力 区, 坡 脚 为 压 应 力 集 中 和 高 剪 应 力 区, 个 别 断 层 出 露 部 位 出 现 剪 切 屈 服 块 体 极 限 平 衡 分 析 结 果 表 明, 边 坡 出 现 整 体 失 稳 的 概 率 很 小, 边 坡 整 体 稳 定 性 好 局 部 稳 定 是 指 其 范 围 未 达 到 整 个 边 坡 高 度 的 岩 体 变 形 成 破 坏 问 题 船 闸 区 最 常 见 的 边 坡 局 部 稳 定 性, 是 结 构 面 组 合 形 成 的 块 体 稳 定 在 施 工 期 前, 根 2011 年 第 13 卷 第 7 期 55

1 闪 云 斜 长 花 岗 岩 ;2 断 层 及 编 号 ;3 碎 裂 闪 云 斜 长 花 岗 岩 ;4 裂 隙 编 号 及 产 状 ; 5 潜 在 滑 移 面 实 线 为 确 定 部 分, 虚 线 为 推 测 部 分, 点 线 为 岩 桥 部 分 图 2 3 号 机 坝 段 坝 基 及 厂 坝 联 合 坑 滑 稳 定 分 析 地 质 概 化 剖 面 图 Fig.2 Generalized geological profile for analyzing the joint anti -sliding stability of unit 3 dam foundation and dam & powerhouse 据 块 体 位 置 确 定 性 程 度 及 其 对 边 坡 稳 定 的 影 响 不 大, 可 分 为 定 位 块 体 半 定 位 块 体 和 随 机 块 体 三 类, 局 部 稳 定 只 有 在 施 工 期 才 能 解 决 在 施 工 地 质 期, 进 行 高 边 坡 动 态 地 质 预 报, 是 确 保 查 明 高 边 坡 每 一 个 块 体 所 处 位 置 及 其 边 界 条 件 的 关 键 由 于 块 体 的 尺 度 远 小 于 前 期 勘 察 点 间 距, 加 上 构 成 块 体 结 构 面 分 布 的 隐 蔽 性 与 随 机 性, 所 以 块 体 的 特 征 只 能 在 施 工 期 间 进 行 预 测 预 报 在 船 闸 施 工 中, 研 究 者 系 统 地 实 施 了 一 整 套 施 工 地 质 工 作 思 路 和 工 作 程 序, 通 过 地 质 巡 视 专 门 性 地 质 编 录 专 项 勘 察 和 自 行 开 发 的 数 字 摄 像 成 图 三 维 结 构 面 网 络 模 拟 三 维 立 体 数 字 化 模 型 分 析 等 技 术 对 高 边 坡 块 体 进 行 动 态 预 测 预 报 块 体 预 报 的 具 体 成 果 包 括 块 体 所 处 坐 标 与 高 程 结 构 面 组 合 形 式 力 学 参 数 埋 深 方 量 及 稳 定 情 况 等, 并 以 施 工 地 质 简 报 的 形 式 及 时 向 设 计 和 业 主 做 出 预 报 在 永 久 船 闸 施 工 地 质 期 间, 共 陆 续 编 发 390 期 合 计 近 240 万 字 的 施 工 地 质 简 报, 预 报 块 体 1 054 个, 最 大 的 达 24 000 m 3,1 000 ~10 000 m 3 的 51 个,100 ~1 000 m 3 的 308 个, 小 于 100 m 3 的 694 个 施 工 地 质 超 前 预 报 为 块 体 支 护 提 供 了 可 靠 的 依 据, 在 船 闸 高 边 坡 的 施 工 过 程 中, 未 发 生 块 体 漏 报 事 件 及 因 块 体 预 报 不 及 时 而 发 生 工 程 与 人 身 事 故, 保 障 了 工 程 施 工 安 全, 也 确 保 了 工 程 整 体 质 量, 为 边 坡 稳 定 和 工 程 长 期 运 行 提 供 了 可 靠 保 证 图 3 和 图 4 为 三 峡 船 闸 边 坡 最 大 块 体 的 加 固 及 排 水 措 施 设 计 布 置 图 该 块 体 位 于 三 闸 室 中 隔 墩 北 坡, 主 要 由 与 边 坡 呈 小 角 度 相 交 的 f 5 断 层 为 主 体 边 界 形 成 4.2 变 形 稳 定 问 题 研 究 船 闸 边 坡 开 挖 后, 形 成 巨 大 的 临 空 面, 使 亿 万 年 来 岩 体 中 所 形 成 的 原 有 应 力 平 衡 体 系 被 急 剧 打 破, 产 生 一 系 列 的 岩 体 卸 荷 与 变 形 问 题, 最 令 人 关 注 的 是 时 效 变 形 与 变 形 总 量 能 否 控 制 在 设 计 允 许 的 范 围 内 4.2.1 边 坡 岩 体 卸 荷 松 弛 特 征 边 坡 开 挖 后, 岩 体 应 力 重 新 分 布, 产 生 卸 荷 松 弛, 同 时, 在 开 挖 爆 破 的 双 重 作 用 下, 在 岩 体 中 形 成 松 动 松 弛 带 全 强 风 化 带 岩 体 位 于 边 坡 顶 部, 初 始 应 力 小, 开 挖 坡 角 为 45, 又 采 用 机 械 挖 掘 方 式 开 挖, 对 岩 体 扰 动 相 对 较 小, 坡 面 见 不 到 明 显 的 结 构 面 张 开, 岩 体 位 错 松 动 现 象 而 全 强 风 化 带 岩 体 的 变 形 量 又 远 大 于 弱 风 化 及 微 新 岩 体, 说 明 全 强 风 化 带 岩 体 以 整 体 回 弹 松 弛 为 特 征 56 中 国 工 程 科 学

图 3 三 峡 船 闸 三 闸 室 中 隔 墩 由 f 5 切 割 形 成 的 L3S101 块 体 立 体 示 意 图 Fig.3 L3S101 block of middle division pier cut by f 5 of the third lock chamber of Three Gorges ship -lock Fig.4 图 4 三 峡 船 闸 由 f 5 切 割 形 成 的 L3S101 块 体 锚 索 加 固 等 处 理 示 意 图 Anchor cable reinforcement of L3S101 block cut by f 5 of Three Gorges ship -lock 弱 风 化 带 及 微 新 岩 体 边 坡 松 弛 带 划 分 为 爆 破 - 卸 荷 松 动 带 和 卸 荷 松 弛 带 两 个 亚 带 前 者 主 要 受 爆 破 振 动 和 表 层 强 卸 荷 的 双 重 影 响, 表 现 为 岩 体 中 产 生 的 新 的 爆 破 裂 隙, 原 生 结 构 面 大 量 张 开 位 错, 岩 体 松 动, 岩 体 强 度 有 较 大 降 低 ( 主 要 是 结 构 面 强 度 的 降 低 ); 在 爆 破 控 制 较 好 的 地 段, 该 带 的 深 度 一 般 为 3 m 左 右, 损 伤 严 重 的 地 段, 深 度 远 大 于 此, 主 要 表 现 为 结 构 面 的 张 开 位 移 卸 荷 松 弛 带 的 深 度 在 不 同 部 位 变 化 较 大, 且 卸 荷 松 弛 深 度 坡 顶 比 坡 脚 大 三 峡 工 程 永 久 船 闸 高 边 坡 开 挖 前, 就 在 边 坡 岩 体 中 埋 设 了 多 点 位 移 计, 铟 钢 丝 伸 缩 仪, 随 着 开 挖 高 程 的 下 降, 连 续 进 行 监 测, 获 得 了 边 坡 深 部 岩 体 变 形 的 全 过 程, 积 累 了 宝 贵 的 资 料 对 边 坡 岩 体 卸 荷 得 出 了 以 下 几 点 基 本 认 识 1) 根 据 大 量 测 试 和 监 测 资 料 分 析 归 纳, 可 将 边 坡 岩 体 从 坡 面 向 深 部 按 开 挖 卸 荷 的 影 响 程 度 划 分 为 3 个 带 : 即 强 卸 荷 松 弛 带 弱 卸 荷 变 形 带 和 卸 荷 应 力 调 整 带 并 采 用 微 应 变 ( με) (10-6 ) 作 为 划 分 3 个 带 的 标 准, 见 表 1 2011 年 第 13 卷 第 7 期 57

表 1 坡 体 开 挖 卸 荷 分 带 Table 1 Unloading zones of slope excavation 卸 荷 分 带 强 卸 荷 松 弛 带 弱 卸 荷 变 形 带 应 力 调 整 带 应 变 量 >2 000 300 ~2 000 <300 ( μ=10-6 ) 平 均 波 速 值 / 3 000 ~4 000 4 000 ~5 000 >5 000 ( m s -1 ) 裂 隙 张 开 宽 度 /mm >3 1 ~3 <1 强 卸 荷 松 弛 带 : 边 坡 表 部 受 多 种 因 素 严 重 扰 动 了 的 岩 体, 主 要 表 现 为 岩 体 强 烈 卸 荷 松 弛 并 受 到 施 工 爆 破 及 反 复 震 动 损 伤, 弹 性 波 波 速 有 明 显 下 降, 声 波 纵 波 速 度 大 体 在 3 500 m /s, 比 完 整 岩 体 降 低 约 35 % 左 右 弱 卸 荷 变 形 带 : 这 一 带 的 分 布 大 体 上 和 各 种 计 算 中 的 塑 性 区 相 适 应 岩 体 纵 波 速 度 与 完 整 岩 石 相 比 有 所 下 降, 在 4 000 ~5 000 m /s 之 间, 降 低 约 15 % 左 右 卸 荷 应 力 调 整 带 : 从 理 论 上 讲, 岩 体 受 深 开 挖 卸 荷 影 响 的 范 围 可 能 很 大 设 置 于 山 体 中 的 8 # 平 洞 内 的 伸 缩 仪,7 个 测 点 距 开 挖 边 坡 的 距 离 48.4 ~ 258.4 m 根 据 5 年 (1995.9 1999.10) 的 监 测 成 果, 受 开 挖 卸 荷 的 影 响,7 个 测 点 的 岩 体 仍 有 极 微 小 的 变 形, 但 岩 体 的 各 种 物 理 力 学 参 数 没 有 什 么 变 化 因 此 卸 荷 应 力 调 整 带 仅 是 理 论 意 义 上 的 分 带, 对 岩 体 的 性 质 和 强 度 不 具 有 任 何 实 际 意 义 的 影 响 2) 监 测 过 程 表 明, 当 边 坡 开 挖 至 仪 器 同 水 平 高 程 时, 仪 器 尚 无 明 显 的 反 映 当 开 挖 至 仪 埋 高 程 下 方 3 m 时 岩 体 始 有 变 形 的 迹 象, 开 挖 在 仪 埋 高 程 以 下 3 ~15 m 范 围 内 进 行 时, 强 卸 荷 松 弛 带 和 弱 卸 荷 变 形 带 变 形 剧 烈, 并 完 成 几 乎 全 部 的 变 形 过 程 而 开 挖 继 续 向 下 进 行 时, 强 卸 荷 松 弛 带 和 弱 卸 荷 变 形 带 内 的 仪 器 已 无 明 显 的 反 映, 而 应 力 调 整 带 内 仍 有 微 小 量 的 变 形 进 行 这 一 现 象 说 明, 岩 体 卸 荷 是 一 个 随 着 开 挖 ( 河 谷 下 切 ) 不 断 逐 步 发 生 又 不 断 完 成 的 过 程 3) 在 三 峡 工 程 坝 区 古 老 坚 硬 块 状 的 花 岗 岩 体 中, 岩 体 开 挖 卸 荷 大 部 分 变 形 的 完 成 是 比 较 快 的 开 挖 结 束 后, 边 坡 直 立 墙 顶 部 的 变 形 量 已 占 到 总 变 形 量 的 85 % ~90 %, 亦 即 绝 大 部 分 的 卸 荷 回 弹 变 形 在 开 挖 期 都 已 发 生, 开 挖 结 束 后 的 期 后 变 形 只 占 到 很 小 的 一 部 分 4) 观 测 还 发 现, 距 离 边 坡 坡 面 愈 近 的 测 点, 其 稳 定 时 间 愈 早, 而 离 边 坡 较 远 的 测 点, 变 形 稳 定 的 时 间 愈 晚, 表 明 边 坡 深 部 岩 体 比 表 层 岩 体 有 明 显 的 滞 后 变 形 现 象 这 是 由 于 边 坡 开 挖 后, 其 应 力 调 整 由 边 坡 向 山 体 内 有 一 个 逐 步 发 展 的 过 程, 相 应 的 岩 体 变 形 也 有 一 个 滞 后 的 适 应 过 程 这 些 观 测 成 果 是 人 工 开 挖 边 坡 卸 荷 变 形 的 某 些 规 律, 无 法 与 河 谷 下 切 的 复 杂 自 然 过 程 相 比, 但 所 提 供 的 现 象 仍 对 我 们 认 识 河 谷 卸 荷 带 有 所 启 发 4.2.2 边 坡 岩 体 变 形 特 征 对 于 边 坡 岩 体 变 形, 采 用 了 多 种 方 法 进 行 监 测, 但 埋 设 最 早, 观 测 资 料 最 完 整 的 是 外 部 变 形 监 测 成 果 从 变 形 监 测 资 料 的 分 析 中, 可 以 得 出 以 下 几 点 主 要 认 识 : 1) 变 形 量 大 小 与 施 工 开 挖 强 度 之 间 有 很 好 的 对 应 关 系, 开 挖 量 大 变 形 量 就 大, 开 挖 停 止, 变 形 量 就 迅 速 变 小 2) 全 强 风 化 带 岩 体 的 变 形 量 远 大 于 弱 风 化 及 微 新 岩 体 当 开 挖 进 入 微 新 岩 体 后 其 变 形 速 率 与 微 新 岩 体 相 当 3) 中 隔 墩 受 闸 槽 开 挖 影 响, 向 两 侧 变 形, 开 挖 量 大 变 形 量 大, 哪 边 开 挖 量 大, 中 隔 墩 向 哪 边 位 移 4) 根 据 多 点 位 移 计 和 伸 缩 仪 的 资 料, 表 层 爆 破 - 卸 荷 松 动 带 的 变 形 量 远 大 于 其 深 部 的 卸 荷 带 因 此 外 观 所 得 的 变 形 观 测 成 果, 系 两 种 不 同 性 质 变 形 的 总 变 形 量 5) 边 坡 变 形 还 与 原 始 地 形 开 挖 形 状 具 体 点 的 地 质 条 件 锚 固 与 否 等 有 关 系 最 终 变 形 监 测 结 果 表 明, 边 坡 变 形 规 律 符 合 设 计 预 期, 变 形 量 均 在 允 许 范 围 内 以 南 北 坡 直 立 墙 及 中 隔 墩 顶 部 的 74 个 监 测 点 为 例, 从 1996 1997 年 开 始 设 点 监 测, 至 2010 年 10 月 有 连 续 完 整 监 测 资 料 的 27 个 点, 累 计 总 变 形 量 多 在 20 ~40 mm 间, 到 2004 年 变 形 均 基 本 稳 定 试 验 性 蓄 水 期 间, 各 闸 首 向 闸 室 方 向 的 位 移 -0.25 ~5.27 mm( 四 闸 首 南 边 墙 ), 各 闸 室 段 墙 顶 向 闸 室 方 向 位 移 -0.01 ~ 5.91 mm( 南 线 五 闸 室 ), 均 属 正 常 的 周 期 性 变 化 关 于 永 久 船 闸 高 边 坡 变 形 是 否 收 敛 达 到 稳 定, 时 效 变 形 量 有 多 大, 持 续 时 间 有 多 长, 是 关 系 永 久 船 闸 能 否 长 期 安 全 运 行 的 关 键 问 题, 一 直 为 各 方 关 注 船 闸 闸 室 段 ( 直 立 墙 段 ) 开 挖 期 的 边 坡 变 形 过 程 可 分 为 过 渡 期 调 整 期 和 稳 定 期 3 个 阶 段 ( 见 图 5) 统 计 分 析 结 果 表 明, 开 挖 结 束 后, 岩 体 变 形 即 明 显 趋 缓, 其 58 中 国 工 程 科 学

变 形 量 仅 占 全 部 变 形 总 量 的 10 % ~15 % 图 5 船 闸 闸 室 段 开 挖 期 边 坡 岩 体 变 形 阶 段 划 分 示 意 图 (TP14GP04 点 ) Fig.5 Stage division of slope rock deformation during the period of ship -lock chamber excavation(tp14gp04) 5 地 下 电 站 主 厂 房 围 岩 块 体 稳 定 问 题 研 究 地 下 电 站 系 统 的 勘 察 设 计 工 作 始 于 1993 年, 主 要 进 行 了 可 行 性 研 究 3 次 专 题 研 究 和 招 标 设 计 等 阶 段 的 勘 察 设 计 工 作 三 峡 地 下 电 站 的 勘 察, 从 三 峡 工 程 的 实 际 地 质 条 件 出 发, 厘 定 工 程 主 要 地 质 问 题 为 由 规 模 不 等 的 结 构 面 切 割 形 成 的 块 体 稳 定 问 题, 尤 其 是 大 型 控 制 性 块 体 的 稳 定, 对 总 体 设 计 布 置 及 支 护 等 影 响 巨 大 大 型 块 体 的 勘 察, 主 要 通 过 常 规 小 口 径 钻 孔 及 厂 房 边 墙 关 键 高 程 平 硐 及 支 硐, 形 成 立 体 勘 察 网 络 ( 图 6 和 图 7), 并 重 点 关 注 可 能 构 成 大 型 块 体 的 地 质 边 界, 进 行 动 态 追 踪 勘 察 勘 察 发 现, 原 设 计 方 案 主 厂 房 部 位 存 在 数 个 体 积 大 于 1 万 m 3 大 型 潜 在 块 体 ( 总 量 达 10 万 m 3 ), 且 主 要 的 1 号 块 体 ( 约 5 万 m 3 ) 稳 定 性 差 为 减 少 块 体 的 数 量 和 规 模, 增 大 块 体 底 端 的 支 撑 力, 经 反 复 勘 察 比 较, 最 终 厂 房 轴 线 较 前 期 布 置 方 案 下 移 了 20 m Fig.6 图 6 三 峡 地 下 电 站 100 m 高 程 工 程 地 质 平 切 图 Horizontal section of engineering geology of underground power station at El.100 m 2011 年 第 13 卷 第 7 期 59

Fig.7 图 7 三 峡 地 下 电 站 主 厂 房 下 游 边 墙 工 程 地 质 剖 面 图 Engineering geology profile of the downstream side wall of main plant of underground power station 2005 年 主 厂 房 顶 拱 开 挖 以 来, 地 质 人 员 结 合 三 峡 工 程 地 下 电 站 地 质 条 件 的 特 点, 利 用 大 型 洞 室 仪 测 成 像 可 视 化 地 质 编 录 技 术 和 地 下 洞 室 三 维 块 体 自 动 搜 索 计 算 软 件 系 统, 形 成 了 一 套 合 理 快 速 高 效 的 施 工 地 质 工 作 流 程, 在 整 个 施 工 过 程 中, 做 到 实 时 跟 踪 及 时 预 报 定 位 定 量 累 计 预 报 了 118 个 块 体, 总 体 积 15 万 多 m 3, 为 地 下 厂 房 加 固 提 供 了 翔 实 资 料 和 可 靠 的 地 质 依 据 前 期 勘 察 预 测 的 6 个 大 型 块 体, 其 规 模 类 型 和 力 学 特 征 与 施 工 揭 露 的 结 果 基 本 一 致, 只 是 边 界 条 件 有 局 部 变 化 The research on main engineering geological problems in dam-site of Three Gorges Project Xue Guofu, Chen Youhua ( Changjiang Institute of Survey, Planning, Design and Research, Changjiang Water Resources Commission, Wuhan 430010, China) [ Abstract] The site geological investigation and research work of the Three Gorges Project ( TGP) has las- ted for more than 50 years, which catches wide attention at home and abroad due to its depth and extent.the re- search processes, approaches, contents and basic conclusions for the key engineering geological problems of dam site are briefly introduced, including the deep anti -sliding stability of dam foundation, the high slope stability of permanent ship -lock, the surrounding rock mass stability of the main plant of underground powerhouse and the faulted structures.finally, an overall summarization and evaluation of the research are presented based on the situ- ations of project construction, monitoring and operation. [ Key words] dam area of TGP; engineering geological problems; investigation and research; summarization 60 中 国 工 程 科 学