江坪河水電站梅家臺滑坡體安全監(jiān)測與資料分析

陳俊生，曹云飛，孔 松，陶家祥，朱 杰

(1.南瑞集團有限公司，江蘇 南京 211100；2.湖北能源集團溇水水電有限公司，湖北 恩施 445801)

1 工程概況

江坪河水電站位于湖北省恩施土家族苗族自治州鶴峰縣走馬鎮(zhèn)的溇水上游河段，工程規(guī)模為一等大(1)型。樞紐工程由混凝土面板堆石壩、右岸2條開敞式洞室溢洪道和1條泄洪放空洞、左岸引水發(fā)電系統(tǒng)及岸邊地面廠房組成。壩址下游河谷1～3 km范圍內(nèi)發(fā)育有新屋場、梅家臺、天坑窩、謝家?guī)X、瓦屋臺等多個滑坡體和變形體，各滑坡和變形體在成因機制上具有高度一致性[1]。其中，梅家臺滑坡體是重點治理對象。

梅家臺滑坡體位于壩址下游約1.8 km處的左岸新屋場變形體內(nèi)，2007年受強降雨影響發(fā)生滑坡而形成，塌滑及變形開裂的坡體面積達12萬m2以上，約265萬m3。巖體產(chǎn)狀N10°～20°W，SW∠15°～25°，為斜交反向坡。滑坡體前緣剪出口高程約347 m，寬約190 m；后緣高程為834 m，相對高程達500 m以上。滑體縱長約740 m，主滑方向為S48°E。梅家臺滑坡發(fā)生后，對其進行了綜合治理，主要包括石方開挖、錨噴支護、抗滑樁、鋼管樁、錨桿支護、錨索支護、格溝梁、馬道混凝土等[2]，并設(shè)置了相應的安全監(jiān)測項目，對治理效果和滑坡體穩(wěn)定性進行評價。

2 梅家臺滑坡體安全監(jiān)測布置

根據(jù)梅家臺滑坡體的地形地質(zhì)條件，結(jié)合治理情況，主要設(shè)置了如下安全監(jiān)測項目：

(1)內(nèi)部變形監(jiān)測。設(shè)置了測斜孔和多點位移計。在主要監(jiān)測斷面共設(shè)置了16個測斜孔；在540 m高程以上埋設(shè)了2組四點式位移計，540 m高程以下埋設(shè)了3組三點式位移計和1組四點式位移計。

(2)地下水位監(jiān)測。在滑坡體不同高程共布置了6個地下水位觀測孔，施工期采用便攜式水位計進行測量。

(3)支護結(jié)構(gòu)應力監(jiān)測。根據(jù)不同區(qū)域邊坡加固處理方式的不同，選擇變形敏感部位和重點加固部位進行監(jiān)測。錨桿監(jiān)測選擇斷面以主要受力長錨桿作為監(jiān)測對象，每根錨桿沿深度上布設(shè)1支或3支錨桿應力計，共埋設(shè)12組單點式錨桿應力計和10組三點式錨桿應力計；預應力錨索選擇斷面以主要受力的長錨索或大噸位錨索作為監(jiān)測對象，安裝錨索測力計進行監(jiān)測，共安裝了13臺錨索測力計；鋼筋樁監(jiān)測選擇在滑坡體540 m高程以下6、12號抗滑樁和1號公路外側(cè)16、23號抗滑樁共埋設(shè)了36支鋼筋計，監(jiān)測抗滑樁豎向鋼筋應力。梅家臺滑坡體M1～M3監(jiān)測斷面布置見圖1。

表1 多點位移計監(jiān)測成果

圖1 梅家臺滑坡體主要監(jiān)測斷面布置(高程：m)

3 安全監(jiān)測資料分析

3.1 深部變形

3.1.1多點位移計監(jiān)測成果

圖監(jiān)測成果

3.1.2測斜孔監(jiān)測成果

圖3 INm2-2測斜孔累計位移-深度關(guān)系

測斜孔底部深入滑動面以下相對穩(wěn)定的基巖，近似認為是不動點，作為變形基準點。采用活動測斜儀每0.5 m測讀1組數(shù)據(jù)，以此作出隨深度變化的累計位移曲線，即累計位移-深度曲線。限于篇幅，選擇中部M2監(jiān)測斷面660 m高程的INm2-2測斜孔及366 m高程的INm2-7測斜孔進行分析，累計位移-深度曲線分別見圖3、4。圖3、4中，A向為垂直邊坡方向，向臨空面變形為正；B向為平行邊坡方向，向邊坡左側(cè)變形為正。從圖3、4可知：

(1)測斜孔INm2-2中，A向8～38 m深度向凌空面變形，呈“D”形分布，中部較大，最大位移為34.0 mm，發(fā)生在27.5 m深度。近2年的曲線分布規(guī)律基本一致，未出現(xiàn)明顯滑動面，主要以蠕變變形為主；B向自2016年以來8 m深度以下變形較小，表層為向坡右側(cè)變形，最大23.6 mm，無明顯錯動變形。

(2)測斜孔INm2-7中，A向和B向均呈“V”形分布，表現(xiàn)為向臨空面和向邊坡左側(cè)變形。2016年以后位移分布曲線基本一致，說明該處變形已基本收斂。

表2 地下水位特征值統(tǒng)計 m

圖4 INm2-7測斜孔累計位移-深度關(guān)系

3.2 地下水位

滑坡體共設(shè)置了7個水位孔。其中，OHm2- 4于2011年4月開始觀測，其他6個孔于2010年11月觀測。410 m高程的OHm2-5孔在2011年6月之后失效。滑坡體地下水位特征值統(tǒng)計見表2。從表2可知，各測點最高地下水位均低于孔口30 m以上，最高水位為630.5 m，位于661m高程的OHm2-2孔。2016年～2019年地下水位年變幅在4 m以內(nèi)，巖體內(nèi)排水較好，地下水位較穩(wěn)定。地下水位典型變化過程見圖5。

圖5 地下水位典型變化

3.3 支護應力分析

3.3.1鋼筋樁鋼筋應力

在滑坡體540 m高程以下6、12號抗滑樁和1號公路外側(cè)16、23號抗滑樁共埋設(shè)了36支鋼筋計監(jiān)測抗滑樁豎向鋼筋應力。4個抗滑樁鋼筋應力特征值統(tǒng)計見表3。從表3可知，絕大多數(shù)監(jiān)測部位表現(xiàn)為受拉狀態(tài)，最大拉應力為46.79 MPa，出現(xiàn)在16號抗滑樁，總體應力水平較低，且無明顯趨勢性變化。測點Rm3-1～ Rm3- 8監(jiān)測的鋼筋應力典型變化過程見圖6。

表3 抗滑樁鋼筋應力特征值統(tǒng)計 MPa

圖6 抗滑樁鋼筋應力典型變化過程

3.3.2錨桿應力

滑坡體共埋設(shè)了12組單點式錨桿應力計，10組三點式錨桿應力計。測得錨桿拉應力絕大部分在10 MPa以內(nèi)，最大拉應力為32.3 MPa，總體應力值較低，且無明顯趨勢性變化。三點式錨桿應力測點ASm1- 07和 ASm1- 08監(jiān)測的錨桿應力典型變化過程見圖7。

圖7 錨桿應力典型變化過程

3.3.3錨索荷載

表4 預應力錨索監(jiān)測成果統(tǒng)計

圖8 預應力錨索荷載典型變化過程

4 結(jié) 語

梅家臺滑坡發(fā)生后，對其進行了開挖及支護治理，設(shè)置合理的安全監(jiān)測項目，對治理效果和滑坡體穩(wěn)定性進行評價。監(jiān)測成果顯示，滑坡巖體深部變形主要表現(xiàn)為蠕變，未發(fā)現(xiàn)明顯的位錯滑動現(xiàn)象，總體變形趨于收斂；地下水作為誘導滑坡的重要因素，其水位保持在較低水平，變化平穩(wěn)，說明排水情況較好，有利于邊坡的穩(wěn)定；鋼筋樁、錨桿、預應力錨索等支護結(jié)構(gòu)受力不大，應力變化穩(wěn)定，進一步說明了梅家臺滑坡體通過綜合治理取得了良好的效果，邊坡總體穩(wěn)定。此外，梅家臺滑坡體個別部位的變形存在尚未收斂的情況，仍需繼續(xù)加強觀測。