以康家會風電場為例談地表現象與邊坡穩定關系

蘭艇雁 殷義棟

(龍源(北京)風電工程設計咨詢有限公司，北京 100034)

以康家會風電場為例談地表現象與邊坡穩定關系

蘭艇雁 殷義棟

(龍源(北京)風電工程設計咨詢有限公司，北京 100034)

對山西靜樂康家會風電場地表出現的一系列錯臺、植物條帶狀分布進行了觀察分析，經開挖探槽研究發現是邊坡巖體風化蠕動及淺層滑坡引起的，對大型風電場的規劃、設計、施工和運行有現實意義。

蠕滑體，淺層滑坡，邊坡穩定

0 引言

山西康家會風電場現場地質調查中，發現規劃的34號，35號，36號機位處西側不同高程出現臺階狀的地質現象和地表植物與碎裂狀巖體呈帶狀分布的特征，有影響場地穩定的潛在滑坡體和蠕滑體存在，臺階狀地質現象與內外應力作用有關，這關系到風電場山體整體穩定問題。經開挖大型探槽揭露后，發現地表地質現象是邊坡卸荷蠕動和淺層滑動造成的，它是滑坡泥石流形成的內在因素，因而對場內建筑物做了相應調整，避免了由于地質原因引發的工程風險。

1 地形地貌

風電場址區為基巖低中山，因地質構造原因，34號和36號風機為兩個相對獨立的山包，海拔高程分別是1 971 m和2 005 m，35號風機位位于兩者之間的低洼部位，(鞍部)高程1 965 m。3個機位位于圈椅狀地形頂部，山底高程為1 500 m，相對高差約500 m。34號機位與35號機位距離253 m，35號機位距36號機位256 m。坡度約30°～40°。蠕滑體位于36號機位與35號機位之間的斜坡上，潛在滑坡體位于35號機位以西的坡面上，如圖1所示。

2 地表現象

康家會風電場現場地質調查中，發現34號，35號，36號機位處西側海拔高程1 965 m～1 974 m出現臺階狀的地質現象，長度延續300 m～600 m，錯臺高差一般0.2 m～0.5 m，和地表植物與碎裂狀巖體呈帶狀分布的特征。分別在高程1 974 m，1 961 m處出現基本連續的錯臺。錯臺在土質部位呈階梯狀，在基巖裸露部位呈緩坡狀，未見裂縫，見圖2，圖3。

針對坡面上出現的小階地、階梯下裸露巖體非常破碎、階梯下部植物不生長而上部植物呈條帶狀生長的地表現象， 在1 974 m和1 961 m高程地表特征明顯的兩個不同地貌單元位置上，垂直錯臺開挖長15 m、寬5 m、深5 m～6 m的探槽，直觀地揭露了地表錯臺的成因。

2.1 蠕滑體

2.1.1 邊坡形態特征

在高程1 974 m上開挖1號探槽地表，處于傾向近于南北的斜坡上，斜坡兩側與近北西向溝谷相鄰，斜坡寬256 m，縱長528 m，斜坡坡度上部45°以上，中部40°左右，下部30°左右。地貌上表現為上陡，中部較緩，下部陡的特征，見圖4。

2.1.2 地質結構特征

蠕滑堆積體主要由塊石、含碎石粉土、碎石土組成。其中碎石成分為強風化的灰巖，棱角狀，粒徑3 cm～15 cm，含量約占30%～40%；泥質成分為亞砂土，含沙量較高，搓捻砂感較強；塊石粒徑20 cm～30 cm與碎石混雜在一起，呈骨架結構，骨架間隙被泥質、碎石物質充填。整體上結構非常松散，見圖5。

2.1.3 蠕滑體成因

新構造運動形成了較大的陡坡，這些陡坡為巖體的蠕動創造了臨空條件。這樣就不斷出現巖體的松弛現象，由于巖體的卸荷作用，導致應力場發生改變調整，引起向臨空方向的變形破壞，其結果均是導致巖體的完整性、均一性變差，巖體結構變化和松弛，強度劣化[3]。

整個蠕滑區域位于寧靜向斜的南東翼，布置風機的山包上巖層傾角較為平緩，巖體較為穩定，巖體傾向一般都是北西方向，傾角10°～15°左右，在高程1 974 m位置上開挖的深度5 m的1號探槽槽底不同階面上量測的巖層產狀有：

1)傾向310°，傾角8°；

2)傾向300°，傾角10°；

3)傾向320°，傾角20°(有拉動跡象)；

4)傾向290°，傾角18°。

巖體中發育兩組優勢構造節理：

1)節理走向100°；

2)節理走向205°形成共軛X節理，見圖6。

這些地表跡象正是預示著坡體經過幾萬年甚至幾十萬年的緩慢變形由量變到質變已經進入累積性破壞階段，一旦潛在剪切面被剪斷貫通，在暴雨或地震等誘發條件下，有沿著剪切裂面約80萬m3的滑坡堆積物向下滑動趨勢，并牽動下部巖體沿著構造節理進一步張開。這對風電場建筑物的安全是至關重要的。

2.2 滑坡體

2.2.1 滑坡形態特征

由2號探槽開挖揭露的滑坡體是一古滑坡體，地表錯臺現象表明，該滑坡體現在發生過多次次級變形破壞，滑坡在一定的工況或地震暴雨環境下有進一步滑動的可能。滑坡在平面上呈“圈椅”狀，見圖7。

“圈椅”狀地形兩側基巖裸露，地形陡峻，坡度大于56°，與滑坡體界限明顯，基巖風化跡象明顯，坡面上及頂部地表不同高程，多見曾被拉開又被后期土石充填的裂縫臺階，見圖8。

2.2.2 滑坡體物質結構特征

經開挖證實，與地表臺階對應的下部，有寬3 m～5 m的拉開裂縫，裂縫中充填黃色、黑色礫石土。土的組成約占60%，碎石占40%，碎石呈菱角狀，大小不一。充填厚度為6 m，見圖9。

2號探槽開挖到距地表6 m深時，見到滑坡的底界面，界面下部是黃色泥灰巖，其上是厚約30 cm的滑坡錯動帶，是由黃色泥灰巖風化構成的軟弱滑移面，內含1 cm～2 cm的角礫，向滑動方向定向排列。巖面上有清晰的順坡檫痕，其上部由兩組節理組成的X節理，其中一組節理與坡面小角度相交。其探槽兩側巖土雜亂無章，見圖10。

2.2.3 滑坡與地表錯臺關系分析

由于坡面上有一組走向近乎與坡面平行，平行坡面的陡傾裂隙被拉開，出現了滑移面與陡傾拉裂面交替的階狀裂縫，只不過滑體厚度為6 m的淺層滑坡，所以后緣的陡坎高差只有0.5 m左右。由于滑坡運動過程中，受下部黃色泥質灰巖軟弱面的控制，傾角只有16°，近于軟弱面的殘余摩擦角，這種蠕動滑移是間歇性的。拉開的裂縫被坡積土充填。由于裂縫數量和裂縫深度不斷增加，滑體上的巖體呈松散架空結構，加速地表水的滲透。地表不能保水，植物不能生長，導致坡體不同部位有不同滑動速率，造成下部巖體破碎程度上的差異，導致地表植被呈條帶狀分布。

3 結語

無論是蠕變體還是淺層滑坡體，其成因與地形地貌、地質構造、巖體風化、邊坡卸荷和大氣降水、地下水等地質環境有關。特別是由于這類變形體或滑體有一系列與滑面直接相通的拉裂縫，對降水十分敏感。不僅滑移面的強度因遇水而降低，而且由于裂隙瞬間充水滲透壓力增加而促進變形發展，在經過長期累積變形后，能量積累到能夠下滑的狀態，滑移開始時，在地表會表現出一定的跡象，地表植物條帶狀消失和不同高程出現連續的錯臺現象就是邊坡失穩的證據。如果將道路、風機基礎、線路塔基建在上述不良地質體上，風險是顯而易見的。

[1] 馬麗芳.中國地質圖集[M].北京:地質出版社，2002：133-140.

[2] 蘭艇雁，郝常安.繼陽山風電場地質構造對地基穩定的影響[J].風能，2013，17(3):68-72.

[3] 唐獻良.小灣水電站壩基巖體質量動態評價研究[J].工程地質學報，2013，21(3)：371.

[4] 張倬元，王世天，王蘭生，等.工程地質分析原理[M].北京：地質出版社，2009：278.

[5] 殷躍平.斜傾厚層山體滑坡視向滑動機制研究——以重慶武隆雞尾山為例[J].巖石力學與工程學報，2010，29(2)：217-226.

[6] 黃潤秋.中國西部地區典型巖質滑坡機理研究[J].第四紀研究，2003，23(6)：641-646.

A study on the relationship between surface geological phenomena and slope stability taking Kangjiahui wind farm project as an example

Lan Tingyan Yin Yidong

(Longyuan(Beijing)WindPowerEngineeringDesignConsultancyCo.,Ltd,Beijing100034,China)

A series of staggered platforms and plants showing stripped distributions were observed and analyzed on the surface of Kangjiahui wind farm in Jingle, Shanxi. The trench excavation showed that the stripped distribution results from the weathering creep of slope rocks and shallow landslide, which has realistic meaning to the planning, design, construction and operation of this large wind farm.

creep body, shallow landslide, slope stability

1009-6825(2015)28-0062-02

2015-07-24

蘭艇雁(1955- )，男，高級工程師； 殷義棟(1990- )，男，碩士

TU413.62

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