8.2.3　溪洛渡工程地质三维统一模型的建立与分析

溪洛渡水电站工程地质和岩级(坝区局部)三维模型如彩图8.5所示,地质模型主要包含17个不同的岩层、11个层间错动带、河床覆盖层,以及拱坝、地下洞室群等水工建筑物;岩级模型主要包括Ⅱ类、Ⅲ1类、Ⅲ2类和Ⅳ1类四类岩体,以及建基面开挖和基础处理。

基于这两个模型进行一系列与工程相关的地质分析,主要内容有:如彩图8.6所示工程地质剖面分析,包括沿I7—I7线的横剖切图和高程440m的平切图;如彩图8.7所示岩级模型剖切分析,分别沿I3—I3线和拱坝轴线进行剖切;如彩图8.8所示主体工程(拱坝和地下洞室)的地质或岩体质量分析。

溪洛渡工程地质条件比较特殊,坝区没有发现断层构造,但层间、层内错动较为发育,给建模增大了工作量和难度。每一个层间错动带不仅要考虑自身的几何建模,还要与上下岩层保持合理的错动协调关系;层内错动带极为发育,难以在模型中全面反映,主要是先通过分析,然后在岩体质量分级模型中进行归类。溪洛渡三维地质模型和岩级模型在溪洛渡拱坝建基面的优化设计(即建基面外移)中发挥了较大的作用。

建基面在可研阶段是放在微新岩体上的,基础出露的主要是Ⅱ级岩,其次有部分Ⅲ1级岩;优化后,主要利用弱风化下层岩体,基坑出露的主要是Ⅲ1级岩,其次有Ⅲ2级岩,甚至Ⅳ1级岩。建基面外移获得的效益包括:节约石方开挖109万m3,节约混凝土浇筑127万m3,节省投资6亿元,提前工期3个月,降低施工强度等;引起的问题则是岩石参数降低,基础处理工程量增加,影响坝和地基的应力、变形和安全度。基于溪洛渡地质模型和坝区岩体质量分类模型,分别对可研方案和优化方案中的建基面进行开挖三维模拟,并结合基础处理措施,通过对比,进一步深化了坝基地质条件和岩体质量的分析认识,对两方案进行定量化的得失对比,获得了重要的数据,并为拱坝建基面的最终优化决策提供了科学的技术支持,为节省投资和提前工期起到了积极作用。