王 世 春
(中國電建集團成都勘測設計研究院有限公司, 四川 成都 610072)
崗托水電站為金沙江上游龍頭水庫,工程規(guī)模屬一等大(1)型,初擬正常蓄水位3 215 m,死水位3 145.00 m,最大水頭184 m,額定水頭147 m,裝機容量 1 200 MW,多年平均發(fā)電量54.17億kW·h。水庫干流長度約107 km,總庫容55.4億m3,調節(jié)庫容37.3億m3,具年調節(jié)性能。
汪布頂滑坡位于金沙江上游崗托水電站庫區(qū)右岸,距壩址約41.4 km,滑坡總體形態(tài)呈不規(guī)則的喇叭狀,其縱長約1 250 m,前緣寬約500 m,后緣高程約3 530 m,前緣直抵金沙江,高程約3 089 m,推測滑體厚度在50 m左右,滑坡總方量1 565萬m3,屬特大型土質滑坡。該滑坡是崗托庫區(qū)體積最大的一個滑坡,體積約占庫容的0.3%(“3215方案”),受降雨和江水的影響,近年來一直處于緩慢的蠕滑變形過程中。
由于該滑坡體積大,又處于蠕滑變形過程中,對崗托水電站正常蓄水位(3 285 m、3 245 m、3 215 m)的初步擬定具有一定的影響,因此,本文主要根據(jù)該滑坡的成因機制和穩(wěn)定性,初步評價滑坡對初擬正常蓄水位選擇的影響。
汪布頂滑坡區(qū)位于青藏川滇“歹”字型構造頭部向中部彎轉段東緣孤形構造帶中的三江孤形構造(北西向構造)帶和贈科-稻城反“S”型構造帶內,川滇菱形塊體的西南邊界斷裂帶-金沙江斷裂帶附近,構造條件極為復雜,地形高陡,出露基巖地層為三疊系上統(tǒng)圖姆溝組上段(T3t2)的灰色薄~中層狀互層的結晶灰?guī)r、板巖,巖層產(chǎn)狀N40°W/SW∠82°,屬斜反向坡。尕讓斷層(產(chǎn)狀N30°W/NE∠78°)從滑坡后緣通過,受斷層的影響,滑坡后緣陡傾巖體非常破碎,呈碎裂結構,岸坡穩(wěn)定性差。
滑坡區(qū)屬大陸性季風高原氣候,受青藏高原寒冷氣流控制,具有典型的高寒山區(qū)氣候特征,總的特點是平均氣溫低,降雨量少,全年無絕對無霜期。據(jù)氣象資料(1971~2000年)統(tǒng)計,降雨主要集中在6~9月,占全年降雨量的80.0%,多年平均降水量為622.1 mm,最大年降水量782.7 mm,最小年降水量423.8 mm。
汪布頂滑坡是崗托庫區(qū)體積最大的一個滑坡(見圖1、2),位于崗托水電站庫區(qū)右岸、汪布頂區(qū)上游約1 km的河彎地段,距壩址約41.4 km,其前緣金沙江流向由S59°W轉變?yōu)镾35°E,岸坡坡向S50°E。該滑坡圈椅狀地形明顯,滑坡前緣形成20~50 m左右的陡坎;高程3 140~3 205 m為一緩坡平臺,寬約120~330 m,地形坡度5°~15°;中部為地形坡度30°~35°的斜坡,坡長550~600 m;后緣地形坡度5°~12°,坡長190~230 m。
滑坡總體形態(tài)在平面上呈不規(guī)則的喇叭狀,前緣寬,后緣逐漸收攏,兩側邊界明顯,主要以陡緩交界的基覆界線為界,后緣以基巖斜坡為界,前緣以金沙江為界,其縱長約1 250 m,前緣寬約500 m,后緣高程約3 530 m,前緣直抵金沙江,高程約3 089 m,推測滑體厚度在50 m左右,滑坡總方量1 565萬m3,屬特大型土質滑坡。滑坡體物質組成比較單一,主要由塊碎石土組成,碎石成分為砂巖、板巖、灰?guī)r等,與滑坡后緣基巖巖性基本一致,粒徑大于200 cm的約占5%,60~200 cm的約占10%,20~60 cm的約占30%,6~20 cm的約占40%,小于6 cm的角礫約占10%,其余為黏質粉土。該滑坡受前緣金沙江的沖刷和降雨的影響,一直處于緩慢的蠕滑變形過程中,剖面上可見多級滑坡平臺。
圖1 汪布頂滑坡平面示意
圖2 汪布頂滑坡1-1′縱剖面示意
該滑坡滑床為圖姆溝組上段(T3t2)的灰色薄~中層狀灰?guī)r、砂板巖,受構造作用的影響,巖體非常破碎,表層風化作用強烈,易泥化形成滑動面。根據(jù)現(xiàn)場地質測繪,推測滑床地形坡度弧形,中、后部滑床較陡,坡度近30°,前緣較緩,坡度近5°,舌部近于水平,局部坡內反翹。
汪布頂滑坡為特大型土質滑坡,體積約1 565萬m3。滑坡區(qū)內地層巖性為圖姆溝組上段(T3t2)的灰色薄~中層狀互層的結晶灰?guī)r、板巖,受斷層的影響岸坡巖體非常破碎,穩(wěn)定性差。初步調查、分析認為,在河谷演化過程中,受構造、重力、風化、凍融等多種因素的共同作用,岸坡上部3 500~3 900 m高程一帶產(chǎn)生的基巖滑坡解體后,在岸坡中下部形成松散堆積體,其前緣直抵金沙江邊。該松散堆積體位于金沙江的凹岸處,總體上以塊碎石為主,夾少量黏質粉土,結構松散,前緣受金沙江的長期沖刷,不斷產(chǎn)生滑塌,形成高陡的臨空面,在重力及降雨的作用下產(chǎn)生牽引式、累進性滑動破壞而形成汪布頂滑坡。
該滑坡從成因機制來看,主要是高處的基巖滑坡解體后,于坡腳形成的松散堆積體,物質結構松散,抗剪強度低,前緣長期受金沙江的沖刷,形成高陡的臨空條件,為滑坡的不斷變形破壞提供了有利條件,在重力及降雨的作用下產(chǎn)生變形破壞,其整體穩(wěn)定性差。通過地質調查和宏觀分析認為,該滑坡物質結構松散,抗剪強度低,整體穩(wěn)定性差,其破壞方式以牽引式、累進性滑動破壞為主,產(chǎn)生整體、高速滑動的可能性不大。
當正常蓄水位為3 285 m時,該滑坡約45%的滑體被淹沒;當正常蓄水位為3 245 m時,滑體約35%被淹沒;當正常蓄水位為3 215 m時,滑體約30%被淹沒。在滑坡涌浪計算過程中,采用了以下經(jīng)驗公式:
(1)
(2)
(3)
tgf=0.624-0.157lgw
(4)
式中V——滑速,m/s;
h0——初始涌浪高度,m;
hx——X距離的涌浪高度,m;
g——重力加速度,m/s;
H——變形體水上部分重心至水面高度,m;
f——滑面或巖體結構面摩擦系數(shù);
Q——滑面及巖體結構面傾角,(°);
d——水深,m;
X′——相對位置,m;
K——綜合影響系數(shù),取平均值0.12;
W——變形體體積,m3。
計算結果(見表1)表明:在3 285 m、3 245 m、3 215 m三種正常蓄水位條件下,該滑坡的滑動速度分別為3.1 m/s、4.2 m/s、5.0 m/s;初始涌浪高度分別為16.2 m、18.5 m、21.0 m;至壩前最大涌浪高度分別為0.75 m、0.82 m、0.89 m。該滑坡對初擬正常蓄水位選擇不會構成大的影響,即該滑坡不會構成初擬正常蓄水位選擇的控制因素。
表1 滑坡涌浪對初擬正常蓄水位的影響評價
汪布頂滑坡位于金沙江上游崗托水電站庫區(qū)右岸,距壩址約41.4 km,滑坡總方量約1 565萬m3,屬特大型土質滑坡,其結構松散、抗剪強度低、整體穩(wěn)定性差,前緣受金沙江的長期沖刷,不斷產(chǎn)生滑塌,形成高陡的臨空面,在重力及降雨作用下,其破壞形式以牽引式、累進性滑動破壞為主,產(chǎn)生整體、高速滑動的可能性不大。通過計算分析,該滑坡不會構成初擬正常蓄水位選擇的控制性因素。