汪永紅,朱李英

（1.四川省清源工程咨詢(xún)公司；2.四川水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院,成都 610000）

1 工程概況

水洛河新藏水電站位于四川省涼山州木里縣境內(nèi)，電站采用引水式發(fā)電，初擬裝機(jī)容量186MW。目前正處于勘測(cè)設(shè)計(jì)階段。擬設(shè)計(jì)大壩壅水高15m，正常蓄水位為2169m，水庫(kù)長(zhǎng)2.2km，庫(kù)容約138.9萬(wàn)m3。大壩上游發(fā)育一古滑坡（沾固滑坡），滑坡總體方量約50萬(wàn)m3，位于庫(kù)區(qū)內(nèi)，距離壩軸線(xiàn)約750m，正常蓄水位正好位于滑體的中下部?；碌姆€(wěn)定性關(guān)系到水庫(kù)的運(yùn)行和大壩的安全，所以分析其穩(wěn)定性是非常必要的。

2 滑坡特征

沾固滑坡位于大壩上游約750m?；马樅臃植?，前緣寬約200m，地形總體前陡后緩，呈明顯的圈椅狀，前緣坡度30～40o，后緣坡度20～30o?；虑熬壍诌_(dá)河床，后緣高程為2260m，滑體長(zhǎng)約210m，推測(cè)平均厚約15～20m，總體方量約50萬(wàn)m3。滑體成分以灰色、灰黃色碎礫石土為主，其中碎礫石含量約沾40～45%，粒徑一般2～5cm，母巖巖性為蝕變安山巖，多呈弱～微風(fēng)化，棱角～次棱角狀，其余為粉土，結(jié)構(gòu)松散～稍密?；潞缶壈镀乱员榔路e堆積體為主，推測(cè)厚度3～5m。下覆為基巖，巖性為三疊系下統(tǒng)領(lǐng)麥溝組(T1l)灰綠色蝕變安山巖夾凝灰質(zhì)板巖、少量薄層灰?guī)r。據(jù)試驗(yàn)資料表明，巖石飽和抗壓強(qiáng)度為49～77MPa，平均為60MPa，軟化系數(shù)0.68～0.83，屬堅(jiān)硬巖，巖石抗風(fēng)化能力較強(qiáng)。根據(jù)地質(zhì)調(diào)查結(jié)果表明：滑體物質(zhì)大部分進(jìn)入到離河面高約50m的公路高程及其以下部位，滑坡前緣抵達(dá)河床，滑坡體中后緣零星可見(jiàn)基巖滑床出露；后期沿線(xiàn)公路修建挖除了部分公路高程的滑體物質(zhì)，未見(jiàn)新增的滑坡拉裂縫，該滑坡現(xiàn)狀整體穩(wěn)定性較好。

3 滑坡穩(wěn)定性計(jì)算

3.1 整體穩(wěn)定性計(jì)算

根據(jù)《水電水利工程邊坡設(shè)計(jì)規(guī)范》(DL/T5353-2006)，該段邊坡可定義為可能發(fā)生滑坡危及2級(jí)建筑物安全的A類(lèi)II級(jí)邊坡。按規(guī)范要求，邊坡安全系數(shù)要求分別為持久狀況1.25～1.15，短暫狀況1.15～1.05，偶然狀況 1.05。

邊坡穩(wěn)定計(jì)算時(shí)選取了1-1、2-2兩條前緣地形較陡，且覆蓋層較深并具有代表性的斷面作為計(jì)算剖面，計(jì)算荷載包括自重(浸潤(rùn)線(xiàn)以下為飽和容重，以上為天然容重)、孔隙水壓力、地震慣性力等。各土層材料計(jì)算參數(shù)按土工試驗(yàn)成果并類(lèi)比其它工程采用，詳見(jiàn)表1。

表1 邊坡穩(wěn)定計(jì)算參數(shù)表

各部位邊坡穩(wěn)定安全計(jì)算分析工況分別按蓄水前正常工況、降雨工況（考慮巖體飽和）和地震工況及蓄水后正常蓄水工況、庫(kù)水降落工況、蓄水+降雨工況、蓄水+地震工況。計(jì)算程序采用水利水電科學(xué)研究院陳祖煜教授編制的《土質(zhì)邊坡穩(wěn)定分析系統(tǒng)Stab》，按剛體極限平衡分析方法進(jìn)行計(jì)算，采用計(jì)分塊力平衡及分塊力矩平衡的摩根斯坦-普瑞斯法，對(duì)其蓄水前后庫(kù)岸不采取任何支護(hù)措施的前提下，在各種工況下的安全性作出評(píng)價(jià)。對(duì)于地震情況的核算，采用《水工建筑物抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》DL5073-2000中規(guī)定，考慮加速度為多邊形分布的水平與豎向地震慣性力影響。計(jì)算剖面見(jiàn)圖1、圖2，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表2。

通過(guò)上述計(jì)算成果分析：

（1）滑坡在天然狀況(水庫(kù)蓄水前)、水庫(kù)正常蓄水位兩種工況時(shí)對(duì)應(yīng)持久狀況，邊坡設(shè)計(jì)安全系數(shù)應(yīng)該大于1.15。據(jù)此判定該邊坡在天然狀況滿(mǎn)足規(guī)范要求。

（2）天然狀況(水庫(kù)蓄水前)+遭遇暴雨、水庫(kù)正常蓄水+遭遇暴雨等工況時(shí)對(duì)應(yīng)短暫狀況，邊坡設(shè)計(jì)安全系數(shù)應(yīng)該大于1.05。兩個(gè)計(jì)算剖面滿(mǎn)足規(guī)范要求。

圖 1 計(jì) 算 剖 面

圖 2 計(jì) 算 剖 面

表2 沾古滑坡穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果表

表3 沾古滑坡塌岸預(yù)測(cè)計(jì)算成果表

（3）天然狀況(水庫(kù)蓄水前)+地震、正常蓄水位+地震兩種工況對(duì)應(yīng)偶然狀況，邊坡設(shè)計(jì)安全系數(shù)需要達(dá)到1.05，兩種工況計(jì)算滿(mǎn)足要求。

（4）由于水庫(kù)壅水不高，加上該段庫(kù)岸堆積體滲透系數(shù)較大，堆積體前緣土體厚度較小，排水條件好，庫(kù)水位的降落速度小于坡積體的滲透系數(shù)，庫(kù)水降落時(shí)邊坡內(nèi)的水位可以自由排出，自坡內(nèi)向坡外的滲透力作用較弱，庫(kù)水位下降對(duì)邊坡的安全系數(shù)影響不大。

綜合上述計(jì)算結(jié)果表明：滑坡在蓄水前在自然狀態(tài)下整體處于穩(wěn)定狀態(tài)，水庫(kù)蓄水運(yùn)行后假設(shè)庫(kù)岸不采取任何處理措施前提下，各種不利工況下穩(wěn)定性系數(shù)大多大于規(guī)范允許值，綜合所有計(jì)算工況結(jié)合宏觀定性分析認(rèn)為，水庫(kù)蓄水后，岸坡整體穩(wěn)定。

3.2 淺表部塌岸分析

通過(guò)3.1計(jì)算結(jié)果顯示，水庫(kù)蓄水后前緣壅水高度約15m，對(duì)該滑坡整體穩(wěn)定影響較小，但滑坡表層土體較松散，且植被不發(fā)育，庫(kù)水位變化及涌浪的影響，淺表部可能存在塌岸現(xiàn)象。下面對(duì)水庫(kù)運(yùn)行對(duì)滑坡塌岸進(jìn)行分析。

塌岸寬度預(yù)測(cè)是將松散堆積層岸坡視為均質(zhì)岸坡，采用圖解法或E·Г·卡丘金于1949年提出的庫(kù)岸最終塌岸預(yù)測(cè)寬度計(jì)算公式，見(jiàn)式1，參數(shù)采用工程類(lèi)比法。計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表3。

式中：St—塌岸寬度(m)； N—與土顆粒大小有關(guān)的系數(shù)；

A— 庫(kù)岸水位變化(m)；B— 正常高水位與非結(jié)冰期間的低水位之差；

hB—浪擊高度或爬高m； hP—暴風(fēng)時(shí)波浪的影響深度；

hs—保證率為10%～20%的最高水位以上的岸高； α— 岸坡水下穩(wěn)定坡角(°)；

β—岸坡水上穩(wěn)定坡角(°)； γ— 原始岸坡坡角(°)。

塌岸計(jì)算結(jié)果表明：預(yù)測(cè)塌岸總方量約8～10萬(wàn)m3。由于水庫(kù)為日調(diào)節(jié)型水庫(kù)，枯水季節(jié)水庫(kù)調(diào)節(jié)時(shí)水位來(lái)回頻繁變動(dòng)，塌岸速率較快，導(dǎo)致短期內(nèi)塌岸入庫(kù)的方量可能較大，不僅侵沾有效庫(kù)容，而且塌岸造成邊坡后退，易引起岸坡下部及前緣出現(xiàn)牽引變形，影響岸坡整體穩(wěn)定，對(duì)水庫(kù)正常運(yùn)行有較大影響，因此水庫(kù)蓄水前應(yīng)對(duì)塌岸預(yù)防采取適當(dāng)處理措施。

4 結(jié)語(yǔ)

根據(jù)以上計(jì)算分析結(jié)果表明：

（1）滑坡在蓄水前、蓄水后及地震工況下安全系數(shù)均能滿(mǎn)足規(guī)范要求，因此水庫(kù)蓄水后滑坡整體穩(wěn)定性較好，對(duì)水庫(kù)運(yùn)行不構(gòu)成影響。

（2）滑坡表層土體較松散，淺表部存在存在塌岸現(xiàn)象，預(yù)測(cè)塌岸總方量約8～10萬(wàn)m3，對(duì)水庫(kù)正常運(yùn)行有一定影響，因此建議在水庫(kù)蓄水前采取工程處理措施。

[1]郭志華,周創(chuàng)兵.庫(kù)水位變化對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響[J].巖土力學(xué),2005(10):29-32.

[2]何良德,朱筱嘉.水庫(kù)塌岸預(yù)測(cè)方法述評(píng)[J].華北水利水電學(xué)院學(xué)報(bào),2007(04):69-72.

[3]陳祖煜.土質(zhì)邊坡穩(wěn)定分析（原理方法程序）[J].中國(guó)水利水電出版社,2005.