安福縣東谷水利樞紐工程庫區邊坡安全評價

羅梓茗，王小笑，汪 慶，唐少龍

（江西省水利科學研究院，江西 南昌 330029）

東谷水利樞紐位于江西省安福縣境內的東谷河上，東谷河是贛江左岸的三級支流、禾水二級支流、瀘水一級支流，距安福縣城14 km，壩址以上控制流域面積345.0 km2，總庫容1.257億m3。水庫灌溉面積33.2萬畝，電站裝機16 MW，是一座以灌溉和發電為主，兼顧防洪及其他效益的綜合性大（2）型水庫。樞紐工程主要建筑物包括：大壩、溢洪道、引水發電隧洞及電站等。工程于2007年6月開工，2009年12月基本建成并開始下閘蓄水，2010年5月發電機組正式并網發電。2014年5月25日溢洪道出現險情，后經過及時搶修才使險情得以排除。為全面評價工程的安全狀況，了解大壩的運行性態，防止險情的發生，須進行水庫大壩的安全鑒定工作。因此，本文結合庫區地質條件及現場實際情況對東谷水庫近壩右、左岸邊坡穩定問題進行評價，并提出相應建議[1-2]。

1 地質條件

庫區座落于武功山東麓，屬構造侵蝕中低山地貌，水流侵蝕地形十分發育，東谷水奔流于深山峽谷中，沿途有較多小溪匯入，河谷兩岸斷續有山間盆地分布。河谷形態多呈“V”字形。庫區出露地層除河谷地段的第四系外，基巖主要為前寒武系、泥盆系淺變質巖系。

庫區位于武功山復式背斜東南翼，層位較穩定。庫區的樓仔下背斜規模較小。巖層產狀多為：N15°W～N30°E·NE～SE∠10°～34°，庫區大部分河段與巖層走向斜交，為橫向河谷為主，但在近壩庫區右岸局部存在近似順向坡；庫區斷裂較發育，主要為北東向或近東西向的壓性斷裂，壩區左岸至庫區玉公嶺，尚見有一條北西向張扭性斷裂，長15 km以上。

2 近壩右岸滑坡體穩定問題評價

2.1 滑體特征

近壩東谷林場滑坡體位于大壩上游右岸，滑坡體距壩址約300 m，前緣高程90 m，后緣高程185 m，滑體長400 m，寬260 m，最大鉛直厚度65 m，總體積259萬m3。滑坡組成物質上部為塊石、碎塊石混合土，厚度15 m～22 m，其下為滑動巖體，巖性主要為前寒武系變質砂巖夾千枚巖，多為強風化狀，厚度20 m～30 m。由于大量的滑坡物質涌向河床，迫使河流轉向，目前河水強烈淘刷坡腳。勘探表明滑體中共有三級滑動面，第一級滑面后緣陡壁高程150 m左右，呈東北向直線狀伸延，至縱1剖面一帶后緣不清，滑帶厚5 m～10 m，為碎石土，局部見砂土，土質具較好塑性；第二級滑面見于洞PD7樁號0＋080及FK2鉆孔，為黃色黑色粉土質礫或含砂粉土，地表無明顯反映，推測后緣高程170 m左右；第三級滑面后緣陡壁高程185 m，半環狀分布后緣受F12斷面控制，滑帶厚2 m～3 m，底部夾泥受剪后成磨光鏡面狀，有明顯擦痕。滑床上陡下緩，前緣微反傾，呈馬鞍形。滑坡形式為推移式，滑帶后緣受控于F12斷層，底部則由泥化的炭質千枚巖組成。滑體上部PD7平硐中見大量的張裂隙發育，裂隙方向大致垂直滑動方向，裂隙最大張開度近1 m，爆破煙霧由裂隙中消散。下部為受壓區，巖石相當破碎，并有大量泥質充填。

2.2 滑坡的成因機制

東谷林場滑坡形成的原因與邊坡所處的地質環境有關。首先，組成邊坡的巖性主要為前寒武系變質砂巖夾千枚巖，千枚巖易泥化，層理發育，巖層產狀：N40°～50°W，NE∠20°,巖體中節理裂隙比較發育，尤其是走向N30°～50°W，傾向NE，傾角60°～70°這組節理與層面組合對邊坡穩定不利。因其走向與邊坡近于平行，傾向坡外，從而構成滑動面；滑坡后緣切割面及下游側受F12斷面控制，滑坡上游側切割面F15控制，這些結構面相互組合導致邊坡滑動。

2.3 滑坡穩定性

該滑坡前期勘探作了大量的工作，在平洞及鉆孔中沿滑帶取樣10組進行滑帶土抗剪試驗，其成果見表1。

表1 東谷林場滑坡體滑帶土力學特性表

根據試驗成果以及僅從宏觀定性判斷，該滑坡體目前處于基本穩定狀態反推滑動面力學參數，其滑坡體穩定分析物理力學指標采用值見表2。

表2 滑坡體穩定分析物理力學指標采用值

為預測和評價該滑坡體的穩定狀況，前期勘察成果在進行穩定分析計算所考慮的荷載有：1）基本荷載；2）附加荷載有飽水條件下及正常蓄水位條件下的靜水壓力，庫水位驟降時的動水壓力[3]。

工況選擇：

工況1 天然狀態，地下水位按鉆孔揭露情況；

工況2 庫水位148 m，地下水位按鉆孔揭露情況反推地下水壅高水位；

工況3 庫水位148 m驟降至130 m，假設地下水來不及排出而仍保持庫水位148 m時的狀況。

根據計算成果，結合滑坡體所處地質環境的綜合分析，前期勘察成果的主要結論是：①工況1天然狀態及工況2庫水位148m，地下水位按鉆孔揭露情況反推地下水壅高水位，滑坡處于穩定狀態；②工況3庫水位148 m驟降至130 m，假設地下水來不及排出而仍保持庫水位148 m時的狀況，滑坡安全系數為0.98，滑坡處于不穩定狀態。

3 近壩左岸穩定問題評價

水庫左岸140 m～125 m以下為巖質邊坡，出露巖性為前寒武系變質巖系中厚層凝灰質砂巖、凝灰質粉砂巖夾絹云母綠泥石千枚巖及含炭質千枚巖，地表多呈強～弱風化，產狀：N15°W～N40°E，NE～SE∠10°～25°，傾向左岸偏下游，為反向邊坡，自然山坡坡度40°～45°。岸坡穩定性較好。高程100 m為原有公路，路寬4.5 m。

自溢洪道左岸上壩公路順坡而下至東谷林場，為一臨時進庫公路（近壩段高程155 m～135 m），路基寬5 m，路內側開挖邊坡為1∶0.75～1∶1，該路基以上岸坡為殘坡積碎石土，厚3 m～6 m，土質松～稍密，自然山坡坡度25°～30°，岸坡穩定性較好。在壩址上游左岸山坡，分布有較多山頂崩塌下來的碎塊石、孤石，巖性為泥盆系跳馬澗第一小組（D2t1）石英砂礫巖，硅質膠結，巖質堅硬，呈零散分布狀。

近壩左岸邊坡巖層反傾坡內，水庫運行出現大體積滑坡或崩塌的可能性較小。但由于邊坡巖體裂隙發育，可能組合不利組合，蓄水運行可能產生局部滑坡。同時左岸蓄水位以下分布有崩岸堆積體，蓄水運行后可能發生坍岸，易誘發上部山體崩塌，建議對近壩左岸邊坡加強巡視檢查，發現問題及時處理。

4 結論與建議

4.1 結論

東谷林場滑坡體及其下游近壩右岸邊坡在工況1天然狀態及工況2庫水位148 m，地下水位按鉆孔揭露情況反推地下水壅高水位，滑坡處于穩定狀態；在工況3庫水位148 m驟降至130 m，假設地下水來不及排出而仍保持庫水位148 m時的狀況，滑坡安全系數為0.98，滑坡處于不穩定狀態。東谷林場滑坡體及其下游近壩右岸邊坡穩定性差，威脅工程安全。

近壩左岸邊坡巖層反傾坡內，水庫運行出現大體積滑坡或崩塌的可能性較小。但由于邊坡巖體裂隙發育，可能組合不利組合，蓄水運行可能產生局部滑坡。同時左岸蓄水位以下分布有崩岸堆積體，蓄水運行后可能發生坍岸，易誘發上部山體崩塌。

4.2 建議

東谷林場滑坡體及其下游近壩右岸邊坡穩定性差，容易產生滑坡等災害。由于滑坡體方量大，又臨近大壩，蓄水后一旦再次發生破壞將會嚴重危及大壩安全，初設階段建議對滑坡進行削坡減載方法處理：

①削坡減載方法宜采用自上而下分級開挖，每級高小于15 m，平臺寬 5 m～8 m（便于施工），開挖坡比 1∶1；②施工過程中應及時支護，防止松弛變形區的進一步發展；③開挖邊坡周邊及施工完后每級平臺應設置排水溝，并進行襯砌，坡面應設置排水孔或排水洞；④施工及運行期間建立完善的變形監測網絡；⑤為確保電站運行安全，對滑坡體進行開挖處理后，應復核滑坡體穩定性。減載的土石可做為天然建材壩殼料，其中上部碎塊石混合土可做壩殼石碴混合料，下部滑動巖體可做為石碴料。施工階段是根據初設地質建議對滑坡體及近壩右岸坡進行削坡減載處理，減載的土石料作為天然建材壩殼料利用[4-5]。施工中，對滑坡體高程120 m～150 m范圍采用自上而下分級開挖，進行了削坡減載工程處理。開挖揭露上部為塊石、碎塊石混合土，厚度5 m～10 m，做為壩殼石碴混合料；下部為滑動巖體，可做為石碴料，對下部滑動巖體僅進行了少量的爆破松動采挖，如采用大量爆破松動對滑坡體的穩定不利。開挖的碎塊石混合土料作為石碴混合料填筑于大壩上游高程110 m～135 m范圍壩殼，采挖方量約30萬m3左右。

施工雖作了削坡減載處理，但由于削坡減載方量和減載范圍小，且集中滑體或蠕變邊坡體中部，對上部150 m～180 m高程邊坡體穩定有不利影響。建議加強東谷林場滑坡體及其下游近壩右岸邊坡體的檢查觀測，密切關注其變化，必要時采取工程措施進行處理。近壩左岸出現大體積滑坡或崩塌的可能性較小，但也不排除出現局部滑坡的可能性，建議加強巡視檢查，發現問題及時處理。