新疆策勒縣水庫工程庫岸滑坡簡析

【摘要】：滑坡是水利水電工程中常見的地質(zhì)問題，通過現(xiàn)場測繪、勘探、工程類比能準(zhǔn)確的判定滑坡性質(zhì)，同時(shí)利用數(shù)學(xué)計(jì)算、電子計(jì)算來判定滑坡的穩(wěn)定性是水利水電工程從業(yè)者所必需的職業(yè)技能。

【關(guān)鍵詞】：水利水電；滑坡；工程地質(zhì)問題；穩(wěn)定性分析

1、前言

該水庫位于新疆維吾爾自治區(qū)策勒縣阿克塞音河干流出山口上游河段，水庫為季節(jié)性調(diào)節(jié)水庫，以灌溉為主，兼顧防洪的小型水利工程。水庫所處區(qū)域，工程地質(zhì)條件差，存在土、巖質(zhì)滑坡、古河槽等工程地質(zhì)問題，其中土質(zhì)滑坡主要位于擬建水庫右岸，為影響工程建設(shè)的主要地質(zhì)問題。

2、滑坡概況

滑坡體位于水庫兩岸，庫岸基本由風(fēng)積黃土所覆蓋，左岸厚度一般3～7m，局部厚度13m，右岸厚度一般10～20m，黃土結(jié)構(gòu)松散，黏粒含量低。左岸自然坡度55～60°，右岸自然坡度45～50°，邊坡坡度較大。兩岸滑坡體表面多發(fā)育羽狀裂縫及錯臺，錯臺高差2～10m，裂縫張開寬度0.1～0.5m，順坡面呈弧形分布，在滑坡體中部較平直，向兩側(cè)弧度逐漸變大；滑坡后緣裂縫上寬下窄，呈弧形傾向坡外，向下延伸2～3m后基本閉合。其中右岸有1#和2#兩個滑坡體，規(guī)模較大，左岸有3#滑坡體，規(guī)模較小。兩岸滑坡體均為覆蓋層沿著基巖界面滑動而形成的古滑坡。

3、滑體物理特性

1、1#滑坡體：該滑坡體位于右岸，規(guī)模較大，滑坡體軸線基本正對河床。滑坡體主要由黃土及其下部的碎石土構(gòu)成，黃土厚度分布不均，中部黃土最薄，約3～5m，上、下部較厚，約5～10m，滑坡體下游側(cè)溝內(nèi)黃土厚度一般15～20m；碎石土廣泛分布于黃土層下部，其厚度一般10～23m，碎石土結(jié)構(gòu)松散，多含大塊石，局部具架空結(jié)構(gòu)；碎石土下部為基巖。根據(jù)地表裂縫及錯臺分布情況綜合分析，該滑坡體可能具多層滑動面，即黃土、及下部碎石土可能均存在滑動面，黃土天然干密度為1.53g/cm3，飽和密度為1.78g/cm3，天然含水率為16.3%，液限為29.1%，塑限為20.1%，塑性指數(shù)為9.0，比重為2.71。飽和狀態(tài)黏聚力為23.1 kPa ，內(nèi)摩擦角為22.0°。經(jīng)平行斷面法計(jì)算該滑坡體方量約77萬m3（表1-1）為土質(zhì)中型厚層滑坡；

2、2#滑坡體：該滑坡體位于右岸岸坡，后緣面與1#滑坡體相連，規(guī)模較大，滑坡體軸線方向223°，與河流走向夾角63°。該滑坡體沿軸線土層最厚，約10～22m，向兩側(cè)逐漸變薄，沿下游側(cè)邊界附近有基巖零星出露，推測滑動面基本為黃土層底面，黃土天然干密度為1.35～1.41g/cm3，飽和密度為1.47g/cm3，天然含水率為9.0%，液限為27.8%，塑限為18.2%，塑性指數(shù)為9.6，比重為2.70。飽和狀態(tài)黏聚力為22.2～29.8kPa ，內(nèi)摩擦角為22.5～26.0°。經(jīng)平行斷面法計(jì)算滑坡體方量約31.9萬m3（見表1-2）為土質(zhì)中型厚層滑坡；

3、3#滑坡體：該滑坡體位于左岸岸坡，緊鄰壩軸線上游側(cè)，規(guī)模較小。據(jù)勘探資料，滑坡體沿軸線土層最厚，約10～17m，向兩側(cè)逐漸變薄，推測滑動面基本為黃土層底面，黃土天然干密度為1.41g/cm3，飽和密度為1.60g/cm3，天然含水率為13.3%，液限為28.7%，塑限為19.2%，塑性指數(shù)為9.5，比重為2.71。飽和狀態(tài)黏聚力為22.2kPa ，內(nèi)摩擦角為23.0°。經(jīng)平行斷面法計(jì)算滑坡體方量約6.4萬m3（見表1-3）；為土質(zhì)小型中～厚層滑坡，

4、滑坡形成機(jī)制及穩(wěn)定性評價(jià)

（1）1#、2#、3#滑坡體所處岸坡45°～60°，邊坡條件對黃土穩(wěn)定不利。

（2）風(fēng)積黃土以粉粒為主，具有柱狀節(jié)理，天然含水量較低，水庫雖所處干旱區(qū)，但海坡較高，植被覆蓋少，在雨季及融雪季降雨或突降暴雨時(shí)，大氣降水和融雪水不僅會使土體飽和，增加自重，減少有效應(yīng)力，而且易于垂直下滲，聚集到相對隔水的基巖頂面，使下墊隔水粘土層泥化，抗剪強(qiáng)度降低，是產(chǎn)生滑動變形的內(nèi)因。

（3）水庫蓄水后，土體因受庫水作用處于飽和狀態(tài)，內(nèi)摩擦角及凝聚力將下降，其工程地質(zhì)特性將進(jìn)一步變差，是滑坡產(chǎn)生的直接觸發(fā)因素。

對2#滑坡體根據(jù)試驗(yàn)成果及工程類比確定滑坡體的計(jì)算參數(shù)見表1。

擬建水庫邊坡參照水電水利工程邊坡設(shè)計(jì)規(guī)范（DLT5353-2006），等級為B類Ⅲ級。邊坡安全系數(shù)控制標(biāo)準(zhǔn)分別為按照持久狀況下邊坡安全系數(shù)1.0～1.1，短暫狀況下邊坡安全系數(shù)1.0～1.05，偶然狀況下邊坡安全系數(shù)≤1.0。運(yùn)用邊坡穩(wěn)定性計(jì)算極限平衡分析法計(jì)算：

經(jīng)計(jì)算2#滑坡體在持久工況下的安全系數(shù)F=1.052，偶然工況下的安全系數(shù)F=0.787，表明滑坡體可能不滿足規(guī)范要求的偶然狀況下的穩(wěn)定邊坡。

5、結(jié)束語

對待該工程所出現(xiàn)的滑坡問題，由于壩肩均有深厚黃土層覆蓋，而黃土結(jié)構(gòu)松散，土體結(jié)構(gòu)易遭到剪切破壞，其物理性質(zhì)、力學(xué)性質(zhì)、工程地質(zhì)條件較差，易產(chǎn)生滑坡變形；同時(shí)，在壩體范圍之外局部黃土覆蓋岸坡較陡，也可能存在滑動問題，所以對待滑坡問題，要運(yùn)用科學(xué)的方法對項(xiàng)目所在工程區(qū)進(jìn)行全面分析確定滑坡類型、規(guī)模及影響范圍，從而確定施工工藝，使滑坡問題對工程的影響程度降到最低。

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