烏東德水電站花果山安置點場地穩定性研究

付調金，錢輩貝

(長江三峽勘測研究院有限公司，湖北武漢 430074)

中國水資源總量十分豐富，但人均占有水資源量僅占世界人均水資源量的1/4［1］。為了滿足社會生存和發展的需要，修筑大壩和水庫，以控制水旱災害，同時開發利用水資源，就不可避免地出現了解決水庫移民的問題。中華人民共和國國務院令第471號公布《大中型水利水電工程建設征地補償和移民安置條例》，并進行了兩次修訂，提出了“以人為本，保障移民的合法權益，滿足移民生存與發展的需求;可持續發展，與資源綜合開發利用、生態環境保護相協調”等基本原則。大中型水利水電工程建設征地移民安置，關系到全國廣大移民的切身利益、經濟發展和社會穩定，歷來受到黨中央、國務院的高度重視。

農村移民生產安置歷來是水庫移民安置工作中的重點和難點，特別是經濟相對落后、交通條件差、受地形條件限制突出的山區。水庫區往往是地質災害的多發區，進行較深入的地質調查研究是必須的，不同的設計階段應當達到不同的調查質量和精度，并采用多種手段勘明地質條件，制定出科學合理的工程措施方案。移民遷建區首先應當避開大中型滑坡和坍岸，對于縣城和集鎮搬遷，要從長遠安全考慮，也可遠距離遷移;對于高山峽谷區移民遷建工程，應避讓滑坡地段，排除移民遷建工程的“攔路虎”，確保移民安置點的安全性。

本文依據相關規范要求，搜集大量資料，綜合地質調查、勘探手段，研究花果山安置點場地斜坡的穩定性，為水庫區移民安置點的選址提供參考依據，并為類似相關工程提供借鑒。

1 工程概況

烏東德水電站是金沙江下游河段規劃建設的四大世界級巨型水電站中的最上游梯級，水電站建設征地涉及云南、四川兩省4個縣(州)共3萬余遷移人口，其中農村遷移人口約占97%，云南省遷移安置人口18 000余人，安置點建設用地的選址對做好烏東德水電站庫區移民安置工作尤為重要。

經地方政府、業主及設計方現場踏勘、比選，選址于金沙江右岸斜坡中部的花果山斜坡作為云南省移民安置點之一，遷建安置人口1 100余人。規劃區交通條件較差，建設用地位于高程1 068 m以上，面積約0.2 km2(照片1)。

照片1 花果山安置點地貌圖Photo 1 Geomorphology of the Huaguoshan resettlement

2 地質背景

安置點所處的烏東德水電站庫區為中國地勢第一階梯的川、滇山地及與第二階梯的過渡段地貌區，岸坡高陡，臨江處高差多在1 000 m以上，位于水庫區碎屑巖中山寬谷段中，左岸主要為逆向坡，右岸主要為順向坡和土質岸坡，地形坡度10°～35°;左岸地形一般較陡，右岸在熱水塘、甲里一帶地段較平緩，江面寬約250 m，河谷較開闊。場地位于大黑山向斜東翼，受構造影響，巖體整體揉皺較強烈。無活動性斷裂發育，構造穩定性相對較好，水庫區地震安全性評價結果表明該區域屬于不易誘發地震段。

規劃區地質條件相對較簡單，場地斜坡為巖土復合型岸坡，下伏基巖傾向坡外，構成順向坡結構，不利于場地的整體穩定。安置點選址受順向坡的穩定性控制，在大量勘測成果的基礎上，客觀科學地評價其穩定性是整個安置點選址階段的重點，為安置點的規劃設計工程提供地質依據。

3 安置點場地穩定性

3.1 場地基本地質條件

場地為一單面斜坡，地形較完整，坡度10°～15°，表層第四系殘坡積碎塊石土厚2～7 m，基巖為三疊系白果灣組砂巖夾泥巖。巖層傾角14°左右，與地形坡度基本一致，場地內無崩塌、滑坡發育，構造條件簡單，外圍發育小規模斷層。基巖中發育較多軟弱夾層，成為控制場地斜坡穩定的主要因素。

3.2 勘探成果

通過小口徑鉆探及豎井勘探，探明場地覆蓋層厚度及基巖地層巖性，尤其對基巖中軟弱夾層的分布特征、連續性及工程性狀進行了較詳細的了解。勘探顯示，場地斜坡表層第四系松散層厚度2～7 m，白果灣組地層上部為砂巖夾泥巖，厚20余米，下部為鈣質膠結礫巖，厚度一般20 m以上，與下伏奧陶系灰巖呈平行不整合接觸，總體以完整、較完整巖體為主。

勘探揭露的軟弱夾層呈黃色、灰黃色，呈碎屑及碎屑夾泥狀，夾層中未見剪切滑移痕跡，其成因是淺層巖體中泥巖等軟弱差異風化所致，其空間分布特征如下:

(1)主要分布在白果灣組基巖強—中等風化帶中，微風化基巖中未見分布，而白果灣組基巖內強—中等風化帶底界面一般在地表下10～16 m。

(2)揭露有軟弱夾層的鉆孔分布在高程1 065～1 130 m之間，并不連續分布于整個斜坡淺部巖層中，而是在順坡向沿層間斷續分布，并且在建設場地一帶相對較密集發育。

(3)順斜坡走向往金沙江下游，軟弱夾層逐步變少至尖滅。

(4)地面下埋深6～7 m發育兩條較連續的軟弱夾層(J5、J6)，可視為控制場地穩定性的主要軟弱結構面，是本次場地穩定性研究的重點對象。

3.3 場地斜坡穩定性分析

結合斜坡地質結構，分別從斜坡表層松散堆積物的穩定性、淺層順軟弱夾層滑移的場地穩定性、場地基巖深部穩定性三方面進行分析。

3.3.1 表層堆積層穩定性

場地表層碎塊石土厚2～7 m，局部厚度達10 m。類比場地外圍堆積層中局部發育的小規模滑坡可知，在遇持續暴雨至土體飽水或遇地震等極端條件下，土體可能沿基覆界面向下產生滑移變形，形成第四系堆積層滑坡;另外，在斜坡表層局部開挖擾動情況下，堆積層也易產生蠕滑變形。因此，表層堆積層穩定性較差。

3.3.2 淺層順軟弱夾層滑移的穩定性［2］

采用平面型滑面分析方法分別計算斜坡淺層巖土體在自然狀況及坡腳施工開挖形成臨空面條件下的穩定性。

(1)邊界條件。場地中部選取典型地質剖面，以較連續發育的J6軟弱夾層作為底界面(圖1、圖2)，分別計算自然狀況及坡腳開挖臨空條件下的穩定性系數。

圖1 淺層自然狀況下計算簡圖Fig.1 Calculation of shallow layers under natural circumstances

圖2 淺層坡腳開挖條件下計算簡圖Fig.2 Calculation of shallow layers under slope toe working condition

(2)計算參數。在豎井中取泥化夾層的擾動樣進行室內試驗，得出飽和固結快剪強度參數 c=20.7 kPa，φ=16.6°，類比烏東德庫區紅層庫岸中的巖體力學參數，結合工程經驗選定計算參數見表1。

表1 淺層穩定性計算參數表Table 1 Stability parameters of shallow layers

(3)計算結果。計算結果見表2。

表2 淺層穩定性計算成果表Table 2 Stability calculation result of shallow layers

計算結果表明［3］，場地斜坡在暴雨工況下穩定性系數1.08，不滿足規范要求(Fst=1.15)，可能順軟弱夾層向坡下滑移，需要進行工程治理。

3.3.3 基巖深部穩定性研究

斜坡深部地層及巖性結構見圖3。

圖3 場地深層穩定性分析剖面簡圖Fig.3 Stability analyzed deep layers section

三疊系白果灣組中等風化砂巖及礫巖，巖體較完整—完整，無軟弱夾層分布，順坡往下均未見深開挖切腳臨空現象，斜坡前緣深埋于金沙江河床下，不具備向下整體滑移的空間條件，場地深層基巖穩定。

綜上述，在暴雨或地震極端條件下斜坡上部巖、土體可能順軟弱夾層產生下滑，穩定性較差。受工程切坡擾動影響，可能引發淺層強—中等風化帶巖體順軟弱夾層滑動，產生基巖滑坡。斜坡內中等風化帶以下巖體較完整，無軟弱夾層分布，不具備產生深層滑移的空間條件。

4 工程處理措施建議

安置點工程建設首先就是要解決場地斜坡穩定性問題，由于場地相對高差較大且場地內存在軟弱夾層，因此，安置點場地平整盡量避免大挖大填。場地平整應以回填為主，局部開挖，建筑布局以多級臺地布置，臺地之間采用多級抗滑樁的支護措施，局部臺地高差＜5 m時采用C20毛石砼擋土墻支護。

5 結論

(1)通過勘探查明了花果山安置點場地斜坡巖體強風化—中等風化帶中發育連續性較差的軟弱夾層，夾層發育降低了斜坡淺層巖體穩定性。

(2)采用從上往下逐層分析的方法研究斜坡的穩定性，在暴雨工況下表層土及淺層強風化、中等風化巖體穩定性較差，易順坡向產生滑移變形。場地約16 m以下的深層巖體穩定性較好。

(3)安置點建筑布局分臺地布置，臺地之間采用多級抗滑樁支護，局部高差小的臺地采用毛石砼擋土墻支護，在采取適宜的支護措施后，場地穩定性滿足要求，較適宜移民安置點的規劃、建設。

［1］ 李天碧，張紹山.我國水庫移民政策與實踐［J］.中國水利，2001(5):38－39.

［2］ 林宗元.巖土工程治理手冊［M］.北京:中國建筑工業出版社，2005.

［3］ CB50330—2013，建筑邊坡工程技術規范［S］.