崔中濤，張景順

(中國(guó)水電顧問(wèn)集團(tuán)成都勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，四川成都 610072)

1 工程概述

冷竹關(guān)水電站位于四川甘孜藏族自治州境內(nèi)，為大渡河一級(jí)支流瓦斯河干流梯級(jí)開(kāi)發(fā)的最末一級(jí)引水式電站。電站由首部樞紐、引水建筑物和廠區(qū)樞紐三大部分組成，電站以發(fā)電為單一目標(biāo)，總裝機(jī)容量18萬(wàn)kW，水庫(kù)總庫(kù)容5048 m3，具日調(diào)節(jié)性能。

2 邊坡穩(wěn)定現(xiàn)狀及變形機(jī)制分析

2.1 邊坡穩(wěn)定現(xiàn)狀調(diào)查

廠區(qū)后邊坡總體為一凹槽匯水地形。主要土層由黃草坪堆積體、地滑堆積、碎屑流堆積、崩坡積堆積組成。天然狀態(tài)下邊坡整體基本穩(wěn)定。據(jù)當(dāng)?shù)乩习傩辗从?，地滑堆積前緣存在拉裂縫，有變形跡象。電站修建時(shí)對(duì)該邊坡以清理、引排水、疏導(dǎo)、攔擋、種植樹(shù)木等為原則采取了相應(yīng)的工程處理措施，電站建成10年來(lái)，邊坡經(jīng)受住了暴雨、影響烈度為Ⅵ度以下地震的考驗(yàn)，運(yùn)行情況良好。

2.2 變形破壞機(jī)制分析

廠區(qū)后邊坡主要變形破壞形式為滑坡、崩塌、碎屑流。

(1)滑坡:廠區(qū)后邊坡土體主要為圓弧型滑坡，在土體內(nèi)部沿圓弧面滑動(dòng)，另外，還可沿基覆面滑動(dòng)，在地滑堆積體內(nèi)沿古滑面滑動(dòng)，甚至在昔格達(dá)組土層中沿兩組張性裂隙面交棱線滑動(dòng)。

(2)崩塌:廠區(qū)后邊坡土體中在地形陡峻處易產(chǎn)生崩塌破壞，如早更新世冰磧堆積含孤塊碎石土中及黃草坪沖溝后緣與兩側(cè)。

(3)碎屑流:雨季時(shí)黃草坪沖溝內(nèi)的洪水沖刷溝床及溝壁，發(fā)生崩塌及滑坡，失穩(wěn)物質(zhì)與溝水混合形成碎屑流順溝而下，堆積于下部斜坡上。

2.3 邊坡穩(wěn)定性分區(qū)

冷竹關(guān)水電站廠區(qū)后邊坡不同地段變形破壞模式各不相同，主要受斜坡地形地貌、物質(zhì)結(jié)構(gòu)組成以及水文地質(zhì)條件等因素制約。根據(jù)制約因素以及斜坡變形破壞模式，將廠房后邊坡分成了5個(gè)區(qū)并分別進(jìn)行論述(圖1)。

圖1 三維掃描全貌及分區(qū)示意圖

3 穩(wěn)定性分析與評(píng)價(jià)

3.1 穩(wěn)定性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

廠房后邊坡總體屬環(huán)境邊坡范疇，而目前對(duì)環(huán)境邊坡尚無(wú)定量標(biāo)準(zhǔn)。據(jù)中華人民共和國(guó)地質(zhì)礦產(chǎn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《滑坡防治工程勘查規(guī)范》，滑坡穩(wěn)定狀態(tài)應(yīng)根據(jù)滑坡穩(wěn)定系數(shù)按表1確定。

3.2 穩(wěn)定性分區(qū)評(píng)價(jià)

本次土體分析評(píng)價(jià)采用瑞典圓弧法、簡(jiǎn)化畢肖普法、傳遞系數(shù)法等圓弧滑面分析法及Spencen、M－P(摩根斯坦)法等非圓弧滑面分析法。以上5種方法均采用極限平衡分析方法，分天然工況、地震工況、暴雨工況進(jìn)行計(jì)算分析。對(duì)危石、危巖體、孤石等按穩(wěn)定性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)以定性評(píng)價(jià)為主。下面對(duì)該后邊坡分別進(jìn)行評(píng)價(jià)。

表1 滑坡穩(wěn)定狀態(tài)劃分表

3.2.1 Ⅰ區(qū)(地滑堆積區(qū))

根據(jù)計(jì)算成果，滑坡體天然狀態(tài)下的穩(wěn)定系數(shù)K=1.08＞1.05，處于基本穩(wěn)定狀態(tài)。暴雨工況下略大于1，滑體處于臨界穩(wěn)定狀態(tài)。地震工況下K=0.954＞0.95，滑體處于局部失穩(wěn)狀態(tài)，這時(shí)其前緣會(huì)出現(xiàn)裂縫及小滑塌，邊坡整體滑動(dòng)可能性不大，應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)測(cè)。以上結(jié)論與現(xiàn)狀一致。

3.2.2 Ⅱ區(qū)(早更新世冰磧堆積區(qū))

該區(qū)為早更新世冰磧含孤石塊碎石土，目前整體基本穩(wěn)定。天然狀況下，平均穩(wěn)定系數(shù)為1.052 ＞1.05，邊坡處于基本穩(wěn)定狀態(tài);暴雨工況下，平均穩(wěn)定系數(shù)為1.003 ＞1，但小于 1.05，處于臨界穩(wěn)定狀態(tài);地震工況下，平均穩(wěn)定系數(shù)為0.942 ＜0.95，處于局部失穩(wěn)狀態(tài)，這時(shí)前緣出現(xiàn)張裂縫，產(chǎn)生一定的坍塌和崩滑。

3.2.3 Ⅲ區(qū)(黃草坪沖溝及其兩壁)

溝后緣及右壁高陡，天然狀態(tài)下易產(chǎn)生零星崩塌，暴雨時(shí)將產(chǎn)生一定規(guī)模的崩滑。該區(qū)前緣局部地形較陡且多產(chǎn)生張性裂隙，雨季及地震時(shí)易產(chǎn)生崩塌及順裂隙面滑動(dòng)，從而導(dǎo)致后緣一定范圍產(chǎn)生牽引式滑坡。計(jì)算成果表明該區(qū)前緣、沖溝右壁及其后緣穩(wěn)定系數(shù)偏低，在暴雨、尤其在地震工況下邊坡處于失穩(wěn)狀態(tài)，易產(chǎn)生較大或一定規(guī)模的塌滑，嚴(yán)重危及GIS樓及控制室的安全。據(jù)計(jì)算成果，推定了地震及暴雨工況下的塌滑范圍。

3.2.4 Ⅳ區(qū)(碎屑流堆積區(qū))

據(jù)活動(dòng)性分成兩個(gè)區(qū):Ⅳ－1區(qū)，屬于變形失穩(wěn)區(qū)，每年雨季都會(huì)產(chǎn)生一些小型滑塌堆積到公路上，常年受溝水浸泡、沖刷，土體處于飽和狀態(tài)，加之坡度較陡，目前土體仍在蠕滑變形。Ⅳ－2區(qū)未發(fā)生明顯的變形失穩(wěn)，屬相對(duì)穩(wěn)定區(qū)，但不排除在中強(qiáng)地震或暴雨工況下產(chǎn)生失穩(wěn)的可能性。

計(jì)算成果表明:Ⅳ－1區(qū)天然狀態(tài)下K=0.992，接近于1，處于臨界穩(wěn)定狀態(tài);地震工況下K=0.877＜1，將會(huì)產(chǎn)生失穩(wěn)。Ⅳ－2區(qū)發(fā)生破壞時(shí)易沿基覆面發(fā)生滑動(dòng)。其天然狀態(tài)下K=1.036，接近于1.05。綜合現(xiàn)狀調(diào)查后分析認(rèn)為邊坡處于基本穩(wěn)定狀態(tài)。暴雨工況時(shí)K=0.987，接近于1，綜合現(xiàn)狀調(diào)查后分析認(rèn)為處于臨界穩(wěn)定狀態(tài)。地震工況下K=0.912＜1，坡體局部將會(huì)產(chǎn)生失穩(wěn)。

3.2.5 Ⅴ區(qū)(早更新世冰磧堆積以上黃草坪堆積體)

該區(qū)前緣即1740～1900m高程為陡坡段，坡度35°～45°，多為耕地，黃草坪村及其后山一帶地形坡度為15°～25°，邊坡未有發(fā)生大的變形破壞的跡象，該區(qū)邊坡整體基本穩(wěn)定。

根據(jù)計(jì)算成果，綜合現(xiàn)狀調(diào)查后分析認(rèn)為:天然狀況下穩(wěn)定系數(shù) K=1.07＞1.05，邊坡整體處于穩(wěn)定狀態(tài);暴雨工況下穩(wěn)定系數(shù)K=1.025＞1，處于基本穩(wěn)定狀態(tài);地震工況下K=0.95，處于臨界穩(wěn)定狀態(tài)。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)此次現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查和室內(nèi)穩(wěn)定分析，把該邊坡按環(huán)境邊坡的穩(wěn)定性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了分區(qū)，針對(duì)每個(gè)區(qū)可能出現(xiàn)的邊坡失穩(wěn)情況，建議業(yè)主采取相宜的工程處理措施進(jìn)行處理，以免對(duì)工程運(yùn)行產(chǎn)生破壞性的影響。