某水庫庫區滑坡體穩定性分析及對策研究

史海燕，李大樂，楊瑞剛

(1.中水東北勘測設計研究有限責任公司，長春 130021；2.遼寧省水利水電勘測設計研究院，沈陽 110006)

某水庫庫區滑坡體穩定性分析及對策研究

史海燕1，李大樂2，楊瑞剛1

(1.中水東北勘測設計研究有限責任公司，長春 130021；2.遼寧省水利水電勘測設計研究院，沈陽 110006)

某水庫區滑坡體發育于河流左岸岸坡上，地貌形態為侵蝕中低山，山體寬厚、溝谷深切，走向近南北-北北東。為了確保水庫工程建設和水庫運行期間的安全，為此針對水庫區規模較大的#1滑坡體進行專題研究，并對該滑坡體在施工期、蓄水期和蓄水后的穩定性進行了分析，研究了滑坡體對工程建設期和水庫運行的影響，并提出了相應的防治措施。同時也可為類似水利工程建設提供借鑒和指導。

甘龍河；水庫；滑坡地區；穩定性；措施

1 基本概況

甘龍河發源于貴州省松桃縣紅石鄉，某水庫區河流走向由南向北，水庫工程任務以發電為主，具有潛在的旅游資源開發價值。該樞紐主要建筑物由攔河壩、泄水建筑物、發電引水建筑物、發電廠房及開關站等組成。該工程規模為大(2)型工程。滑坡體發育于河流左岸岸坡上，地貌形態為侵蝕中低山，山體寬厚、溝谷深切，走向近南北-北北東。為了確保水庫工程建設和水庫運行期間的安全，針對水庫區規模較大的#1滑坡體進行專題研究，研究#1滑坡體對工程建設期和水庫運行的影響[1]。

2 滑坡體基本特征

該滑坡體位于響塘向斜的南東翼，響塘向斜軸向N20°-30°E，核部地層為奧陶系大灣組和志留系龍馬溪組，兩翼地層為奧陶系下統(大灣組、紅花園組和桐梓組)，北西翼陡窄，巖層傾角一般40°-70°，南東翼較寬緩，巖層傾角一般20°-40°，為一軸面傾向北西的不對稱斜歪向斜；向斜軸部發育有紅木溪斷層；向斜軸及兩翼地層常被NWW—SEE與NW—SE向斷層錯斷。工程區屬弱震地質環境，地震活動頻度較低。GB18306-2001《中國地震動參數區劃圖》(1：400萬)將工程區地震動峰值加速度定為小于0.05g，反應譜特征周期0.35s，相對應的地震基本烈度為小于Ⅵ度，攔河壩及其它主要建筑物的設計烈度為Ⅵ度[2]。

#1滑坡體位于水庫區橋子洞河左岸的岸坡上，距離壩址約為4km，巖層走向一般N16°-18°E，傾向NW，傾角一般30°-37°，屬順向坡。巖性為大灣組(O1d)石英粉砂巖、頁巖。從滑坡形態來看，歷史上曾發生過多次局部滑動，最近一次的滑坡是1998年夏季，由于連降大雨在1區的東北側發生了順層滑坡，滑坡堆積物將橋子洞河道堵塞，現殘存有大孤石，形成跌水急流；同時2區覆蓋層發生順層蠕動，受近谷底基巖阻礙，未形成劇烈滑動，在1區和2區的過渡地帶的滑坡發生時間的比較久遠，但滑動機制是相同的[3]。

#1滑坡體總體滑動方向約沿N23°-27°W的方向滑向河床。歷史滑動為河谷下切與凹岸沖刷作用下，岸坡底腳被淘蝕形成陡岸；另一方面地層順坡向產出，存在層間軟弱結構面在外界因素觸發下，發生的巖體順層滑動破壞。滑坡體滑向河床，堵塞河道，迫使河道向對岸移動。目前滑坡體巖質岸坡未受河水沖淘，岸坡巖體是穩定的。目前滑坡體由殘存的第四系松散堆積物組成，后緣有明顯的緩坡段。探坑、豎井開挖均未見地下水水位，第四系堆積物結構較松散，細粒土含量較高，具有微-弱透水性。按滑坡體滑動空間位置的差異分為1區和2區兩個區。1區滑坡體平均厚度2.89m，面積為：11.23×104m2，估算體積為：32.45×104m3；2區滑坡體平均厚度2.89m，面積為：4.89×104m2，估算體積為：14.13×104m3，以正常蓄水位445m為界線，劃分水庫蓄水后滑坡體處于水上、水下的體積，各分區詳述見表1。滑動面位于基巖頂面，1區和2區總體滑動傾角為23°-28°，滑動帶的厚度約5-30cm，主要由角礫質黏土組成。

表1 水庫蓄水后滑坡體被水淹沒情況統計表

3 滑坡體穩定計算

3.1 穩定計算公式

各滑坡體均為順巖層層面形成的古滑坡體，可以把底滑面視為平面進行計算，滑坡體穩定分析計算采用公式：

(1)

式中：W為滑體重量，kN/m；α為滑面傾角，°；φ為滑帶土的內摩檫角，°；C為滑帶土的凝聚力，kPa；L為滑弧長度，m；Rdi為滲透壓力產生的垂直滑面的分力，kN/m；TDi為滲透壓力產生的平行滑面的分力，kN/m。

3.2 參數選取

1)各滑坡體天然狀態下的參數選取見表2。

表2 各滑坡體計算單元參數表

2)降雨使滑坡體飽和狀態下的參數選取見表3。

表3 各滑坡體計算單元參數表

3.3 計算成果

各滑坡體穩定計算主要考慮以下幾種工況：滑坡體天然條件下的穩定計算；滑坡體處于死水位以下穩定計算；降雨使滑坡體、滑帶土飽和的情況下的穩定計算；降雨使滑坡體、滑帶土飽，考慮滲透水壓力情況下的穩定計算；各種工況下的穩定計算成果見表4。

表4 #1坡體穩定計算成果表

4 工程施工期和水庫蓄水后各滑坡體的穩定性分析

該水電樞紐工程施工期為4年，汛期壩址上游的最高水位為401.74m，以此作為施工期庫水位高程來分析滑坡體的穩定性。

4.1 滑坡體施工期的穩定分析

#1滑坡體前緣最低高程為404m，高于汛期壩址上游的最高水位401.74m，不受施工的影響，故施工期間#1滑坡體基本保持天然穩定狀態。

4.2 滑坡體蓄水過程中的穩定分析

水庫蓄水后將有部分滑坡體被淹沒于水下，處于死水位以下部分滑坡體經穩定計算，穩定系數為2.29-2.58，說明死水位以下滑坡體是穩定的。處于正常蓄水位與死水位之間的水位變動帶部位，由于庫水驟降形成的動水壓力及庫水沖刷等因素，庫岸將產生坍岸，伴隨庫水位升高坍岸堆積物被沖蝕，水庫庫岸由土質岸坡向巖質岸坡過渡，達到停止坍岸。估算坍岸體積0.2×104m3。坍岸規模和強度較小，且坍岸為逐漸形成，不會產生涌浪現象，對工程建筑物無影響[4]。

4.3 滑坡體水庫蓄水后穩定分析

由表4計算結果可見，水庫坍岸形成后，水庫正常蓄水位以上部分，考慮降雨使滑坡體、滑帶土飽和的最不利條件下，滑坡體的1區穩定系數1.21-1.35；H2區穩定系數1.36-1.53；說明滑坡體處于穩定狀態[5]。

5 滑坡體的防治措施

5.1 滑坡體施工期防治措施

由于該工程區域的滑坡體均為覆蓋層滑坡，不存在巖質岸坡的穩定性問題。不受施工的影響，施工期間#1滑坡體基本保持天然穩定狀態[6]。在施工期內，滑坡體雖然可能存在部分失穩可能性，但體積極為有限，對工程不會有大的影響，不需要工程處理。因此，在水庫施工期間不需要對滑坡體采取防護治理措施[7]。

5.2 滑坡體蓄水過程中防治措施

通過水庫蓄水之后對滑坡體的穩定性分析，水庫蓄水后將有部分滑坡體被淹沒于水下，死水位以下滑坡體是穩定的，死水位與正常蓄水位之間的部分滑坡體也對工程建筑物基本無影響[8]。但是為了防止在水庫蓄水過程中萬一發生滑坡，根據滑坡的結構、發展過程等分析，采取破面排水、滑坡體加固等治理措施，防止滑坡發生[9]。

5.3 滑坡體水庫蓄水后防治措施

通過以上分析，水庫蓄水后各滑坡體水位變動帶以上部分在天然狀態下都能保持穩定；在不利降雨的特殊條件下滑坡體仍能保持穩定狀態，滑坡體堆積物淤積部分死庫容，不會產生對水庫正常運行有影響的危害[10]。但是為了防止滑坡體在極強降雨和地震等特殊條件下萬一產生滑坡，發生安全事故；對于滑坡體要及早采取滑坡體加固、坡腳支護攔擋等加固措施。對滑坡體進行治理。

6 結 論

通過以上分析，該滑坡體均為覆蓋層滑坡，不存在巖質岸坡的穩定性問題。施工期內，滑坡體可能存在部分失穩，但體積極為有限，對工程不會有大的影響，不需要工程處理。水庫蓄水后死位以下部分滑坡體處于穩定狀態，水位變動帶庫岸，將由土質岸坡漸變為巖質岸坡，不會產生涌浪現象，對工程不構成影響。水庫蓄水后各滑坡體水位變動帶以上部分在天然狀態下都能保持穩定；在不利降雨的特殊條件下滑坡體仍能保持穩定狀態，滑坡體堆積物淤積部分死庫容，不會產生對水庫正常運行有影響的危害。由于該工程的滑坡體基本無滑坡危害，但是對于滑坡體在極其特殊情況下產生的危害，通過采取一系列相應的防治措施，可以避免滑坡事故產生，確保水庫安全施工、安全運行。

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1007-7596(2017)08-0102-03

2017-07-16

史海燕(1985-)，男，河南洛陽人，工程師，研究方向為工程地質；李大樂(1983-)，男，江蘇連云港人，工程師，研究方向為工程地質；楊瑞剛(1983-)，男，河南濮陽人，工程師，研究方向為工程地質。

P642.22

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