哈拉吐魯克水庫滑坡復活變形破壞及穩定性分析

【摘要】古滑坡體自然坡度15°，前緣位于河床砂礫石之上，已處于穩定狀態。地貌形成“圈椅狀”特殊地貌，形成凹地，大氣降水通過古滑坡已經破壞的周界和地表的碎石土層，入滲至下伏泥巖層底部的安山巖古風化殼。再結合該工程導流洞埋涵段位于該古滑坡的前緣，工程開挖對原已穩定的古滑坡前緣進行“切腳開挖”，古滑坡的下滑力大于阻滑力，最終導致古滑坡再次蠕滑。通過現場調查分析了滑坡變形破壞的基本特征，同時以多種工況對其穩定性分析。

【關鍵詞】古滑坡復活；基本特征；變形破壞；穩定性分析

1、前言

水利工程在施工期間，存在開挖、削坡、石方爆破等諸多工程措施。因此伴隨地也引起很多的地質問題，其中在開挖過程中引起新的滑坡和間接引起古滑坡的復活發生概率較高。如果在這期間處理不當，直接影響工程安全、工程投資和工期。該古滑坡位于某工程導流洞進口的埋涵段左側，由于大氣降水和埋涵段的土石方明挖致使該滑坡再次蠕滑。因此查明滑坡體的邊界條件、滑動面的物理力學特征及參數，分析其穩定性，可為該滑坡的變形破壞進行防治和治理提供可靠依據。

2、滑坡概況

哈拉吐魯克水庫滑坡區位于復背斜褶皺帶內。主要受北西～近東西向的某深斷裂所控制影響。其中該深斷裂距工程區距離大于65km，最新活動時期為Q3-4，是某拗陷的分界斷裂，距工程區0.6～3.0 km。因此，工程區是區域構造穩定性相對差的區域。

古滑坡后緣壁高度3～8m?；麦w地面坡度15～23°，后緣至中部坡度為15°，滑坡中部至滑坡前緣14°。滑坡前緣為導流洞埋涵段開挖平臺及河床，滑坡體左側為沖溝，沖溝切深一般，呈“V”形，縱坡大，溝內為季節性洪水，具有暴漲暴落特點，右側為小山梁。滑坡處于向河床傾斜的沖溝內，該滑坡形成上陡中緩下陡、上部呈環狀的地形地貌（照片1）。滑坡體呈舌狀，長338 m，寬40～90m，前緣至后緣高差80m，面積2.2萬 m2，滑體厚度12～18m，估算滑坡體體積33.2 m3。

3、滑坡體物質組成及特性

古滑坡位于沖溝靠右側，出露的地層從地表至下主要為①第四系崩坡積碎石土（Q4col+dl），厚度12.5～14.0m，結構松散～中密；②第三系漸新統～中上新統紅色泥巖（含礫）、泥質砂巖（E3-Ncha），厚度5～10m。第三系陸相沉積具有明顯的沉積韻律，一般泥質膠結，成巖較差。其中泥巖屬極軟巖，在水的作用下極易軟化、泥化。③下二疊系安山巖，呈塊狀結構，與第三系泥巖呈不整合接觸，根據鉆孔揭露，安山巖頂部與泥巖層下部分布古風化殼，呈粉末狀及碎塊狀，有承壓水。④下二疊統烏郎群組安山巖（P1WL），巖體呈塊狀，碎裂結構，結構面發育。

根據坑孔揭露，滑坡體由碎石土和第三系泥巖組成，表層碎石土厚度平均13m，為強透水地層。其下為含有角礫泥巖和泥質砂巖，泥巖在滑體后緣至中部，厚度5～8m，滑坡體前緣泥巖厚度10～17m，泥巖透水性較差，根據地表滲水點調查，在埋涵段開挖斷面表層碎石土和泥巖接觸處有泉水滲出。滑床由第三系軟化泥巖構成。滑床中后部由安山巖及古風化殼組成，呈碎塊狀、粉末狀、含有泥，厚度1～7m，前部為泥巖，根據鉆孔水位常觀該段含有承壓水。見圖4、滑坡穩定分析

4.1 滑坡穩定性計算參數建議值

本次勘察采用泥巖飽和狀態下第五次不排水反復直接剪切試驗結果作為滑動面參數的參考值，同時利用敏感性分析結果和通過模擬滑動面綜合判定滑帶土抗剪強度參數取值。（見表1）

反演底滑帶泥巖C=12.3KPa， Ф=12.4°，根據試驗飽和不排水反復剪（5次），泥巖殘余黏聚力為12.24～12.76 kPa ， 殘余內摩擦角為12.1～12.6度，在試驗值范圍內。因此建議底滑帶泥巖黏聚力為12.3 kPa，內摩擦角為12.4度。

根據《水電水利邊坡工程設計規范》（SL386-2007），本工程邊坡等級為Ⅱ級。邊坡安全系數控制標準分別為按照持久狀況下邊坡安全系數1.20，短暫狀況下邊坡安全系數1.15，偶然狀況下邊坡安全系數1.10。研究區對應的地震基本烈度為Ⅶ度。

4.2 滑坡穩定性計算

根據滑坡體的形態分析認為，沿軸向方向是最不利的，因此，只需對滑坡軸向斷面進行驗算，本次驗算采用中國水利水電科學研究院開發的土質邊坡穩定分析程序STAB2005進行驗算。

通過對滑坡體現狀進行穩定計算分析，計算時各地層巖性計算參數采用值見表，現狀安全系數F=0.901<1.2，表明滑坡體不滿足規范要求的正常運行和偶然工況下的抗滑穩定安全系數標準。

根據現場滑坡特性和形態，現采取滑坡體后緣卸載和前緣“壓腳”方案，進行模擬計算，本次計算通過修改計算參數中滑坡體中各巖性的容重值來減小均布荷載和滑坡前緣增加容重值的方法，從而確定卸載和“壓腳”方量。現分有承壓水和無承壓水時各工況進行分析如下：

正常高水位+地震、水位驟降和正常高水位工況（隱含地下水壓力時）：見圖2

正常高水位+地震、水位驟降和正常高水位工況（考慮地下水壓力時）：見圖3。

正常高水位+地震、水位驟降和正常高水位工況（考慮地下水壓力時），此時滑坡體安全系數F=1.204。（見表2）

根據計算結果表明，滑坡體將后緣卸載方量約5.5萬m3，前緣（導流洞埋涵段）“壓腳”5.2萬m3。卸載后滑坡體在正常蓄水位、庫水位驟降、正常高蓄水位+地震偶然工況下的安全系數分別為4.7、1.204、4.2，均滿足規范穩定邊坡。

5、結論及防治建議

（1）根據穩定性模擬計算結果分析和結合滑坡現狀（有承壓水），采取直接有效的、時間短和比較經濟的減載壓腳措施?；麦w可采用后緣卸載、前緣“壓腳”方式提高邊坡穩定安全系數，建議滑坡體后緣卸載量5.5萬m3，前緣“壓腳”5.2萬m3 ，卸載+壓坡后滑坡體在持久工況和偶然工況下安全系數均滿足規范要求安全標準，挖填基本平衡，且有安全富余度；

（2）考慮到滑坡體前緣阻滑體已部分開挖，古滑坡已再次滑動，建議水工建筑物應進行避讓；

（3）根據本次勘察結果，滑坡體滑帶存在承壓水，為提高滑坡的穩定性，建議對滑坡體中存在的承壓水采取排水減壓措施，提高滑坡安全儲備。

參考文獻：

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[4]張超，云南省新平縣關圣滑坡穩態分析研究，中國地質大學（北京），2012年。

作者簡介：侯立柱（1983-），男，工程師，工學學士學位，主要從事水利水電工程地質勘察設計