滑坡對水洛河新藏水電站水庫運行的影響分析

汪永紅,朱李英

（1.四川省清源工程咨詢公司；2.四川水利職業技術學院,成都 610000）

1 工程概況

水洛河新藏水電站位于四川省涼山州木里縣境內，電站采用引水式發電，初擬裝機容量186MW。目前正處于勘測設計階段。擬設計大壩壅水高15m，正常蓄水位為2169m，水庫長2.2km，庫容約138.9萬m3。大壩上游發育一古滑坡（沾固滑坡），滑坡總體方量約50萬m3，位于庫區內，距離壩軸線約750m，正常蓄水位正好位于滑體的中下部。滑坡的穩定性關系到水庫的運行和大壩的安全，所以分析其穩定性是非常必要的。

2 滑坡特征

沾固滑坡位于大壩上游約750m。滑坡順河分布，前緣寬約200m，地形總體前陡后緩，呈明顯的圈椅狀，前緣坡度30～40o，后緣坡度20～30o。滑坡前緣抵達河床，后緣高程為2260m，滑體長約210m，推測平均厚約15～20m，總體方量約50萬m3。滑體成分以灰色、灰黃色碎礫石土為主，其中碎礫石含量約沾40～45%，粒徑一般2～5cm，母巖巖性為蝕變安山巖，多呈弱～微風化，棱角～次棱角狀，其余為粉土，結構松散～稍密。滑坡后緣岸坡以崩坡積堆積體為主，推測厚度3～5m。下覆為基巖，巖性為三疊系下統領麥溝組(T1l)灰綠色蝕變安山巖夾凝灰質板巖、少量薄層灰巖。據試驗資料表明，巖石飽和抗壓強度為49～77MPa，平均為60MPa，軟化系數0.68～0.83，屬堅硬巖，巖石抗風化能力較強。根據地質調查結果表明：滑體物質大部分進入到離河面高約50m的公路高程及其以下部位，滑坡前緣抵達河床，滑坡體中后緣零星可見基巖滑床出露；后期沿線公路修建挖除了部分公路高程的滑體物質，未見新增的滑坡拉裂縫，該滑坡現狀整體穩定性較好。

3 滑坡穩定性計算

3.1 整體穩定性計算

根據《水電水利工程邊坡設計規范》(DL/T5353-2006)，該段邊坡可定義為可能發生滑坡危及2級建筑物安全的A類II級邊坡。按規范要求，邊坡安全系數要求分別為持久狀況1.25～1.15，短暫狀況1.15～1.05，偶然狀況 1.05。

邊坡穩定計算時選取了1-1、2-2兩條前緣地形較陡，且覆蓋層較深并具有代表性的斷面作為計算剖面，計算荷載包括自重(浸潤線以下為飽和容重，以上為天然容重)、孔隙水壓力、地震慣性力等。各土層材料計算參數按土工試驗成果并類比其它工程采用，詳見表1。

表1 邊坡穩定計算參數表

各部位邊坡穩定安全計算分析工況分別按蓄水前正常工況、降雨工況（考慮巖體飽和）和地震工況及蓄水后正常蓄水工況、庫水降落工況、蓄水+降雨工況、蓄水+地震工況。計算程序采用水利水電科學研究院陳祖煜教授編制的《土質邊坡穩定分析系統Stab》，按剛體極限平衡分析方法進行計算，采用計分塊力平衡及分塊力矩平衡的摩根斯坦-普瑞斯法，對其蓄水前后庫岸不采取任何支護措施的前提下，在各種工況下的安全性作出評價。對于地震情況的核算，采用《水工建筑物抗震設計規范》DL5073-2000中規定，考慮加速度為多邊形分布的水平與豎向地震慣性力影響。計算剖面見圖1、圖2，計算結果見表2。

通過上述計算成果分析：

（1）滑坡在天然狀況(水庫蓄水前)、水庫正常蓄水位兩種工況時對應持久狀況，邊坡設計安全系數應該大于1.15。據此判定該邊坡在天然狀況滿足規范要求。

（2）天然狀況(水庫蓄水前)+遭遇暴雨、水庫正常蓄水+遭遇暴雨等工況時對應短暫狀況，邊坡設計安全系數應該大于1.05。兩個計算剖面滿足規范要求。

圖 1 計 算 剖 面

圖 2 計 算 剖 面

表2 沾古滑坡穩定性計算結果表

表3 沾古滑坡塌岸預測計算成果表

（3）天然狀況(水庫蓄水前)+地震、正常蓄水位+地震兩種工況對應偶然狀況，邊坡設計安全系數需要達到1.05，兩種工況計算滿足要求。

（4）由于水庫壅水不高，加上該段庫岸堆積體滲透系數較大，堆積體前緣土體厚度較小，排水條件好，庫水位的降落速度小于坡積體的滲透系數，庫水降落時邊坡內的水位可以自由排出，自坡內向坡外的滲透力作用較弱，庫水位下降對邊坡的安全系數影響不大。

綜合上述計算結果表明：滑坡在蓄水前在自然狀態下整體處于穩定狀態，水庫蓄水運行后假設庫岸不采取任何處理措施前提下，各種不利工況下穩定性系數大多大于規范允許值，綜合所有計算工況結合宏觀定性分析認為，水庫蓄水后，岸坡整體穩定。

3.2 淺表部塌岸分析

通過3.1計算結果顯示，水庫蓄水后前緣壅水高度約15m，對該滑坡整體穩定影響較小，但滑坡表層土體較松散，且植被不發育，庫水位變化及涌浪的影響，淺表部可能存在塌岸現象。下面對水庫運行對滑坡塌岸進行分析。

塌岸寬度預測是將松散堆積層岸坡視為均質岸坡，采用圖解法或E·Г·卡丘金于1949年提出的庫岸最終塌岸預測寬度計算公式，見式1，參數采用工程類比法。計算結果見表3。

式中：St—塌岸寬度(m)； N—與土顆粒大小有關的系數；

A— 庫岸水位變化(m)；B— 正常高水位與非結冰期間的低水位之差；

hB—浪擊高度或爬高m； hP—暴風時波浪的影響深度；

hs—保證率為10%～20%的最高水位以上的岸高； α— 岸坡水下穩定坡角(°)；

β—岸坡水上穩定坡角(°)； γ— 原始岸坡坡角(°)。

塌岸計算結果表明：預測塌岸總方量約8～10萬m3。由于水庫為日調節型水庫，枯水季節水庫調節時水位來回頻繁變動，塌岸速率較快，導致短期內塌岸入庫的方量可能較大，不僅侵沾有效庫容，而且塌岸造成邊坡后退，易引起岸坡下部及前緣出現牽引變形，影響岸坡整體穩定，對水庫正常運行有較大影響，因此水庫蓄水前應對塌岸預防采取適當處理措施。

4 結語

根據以上計算分析結果表明：

（1）滑坡在蓄水前、蓄水后及地震工況下安全系數均能滿足規范要求，因此水庫蓄水后滑坡整體穩定性較好，對水庫運行不構成影響。

（2）滑坡表層土體較松散，淺表部存在存在塌岸現象，預測塌岸總方量約8～10萬m3，對水庫正常運行有一定影響，因此建議在水庫蓄水前采取工程處理措施。

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