柳洪水電站庫區左岸邊坡變形特征研究

胡亞東

1 工程概況

柳洪水電站位于四川省美姑縣境內,為金沙江一級支流美姑河干流梯級水電開發的第四級。庫區左岸距閘線85 m～600 m的覆蓋層岸坡,在施工中出現滑動變形現象,其表現為坡腳1 296 m高程出現土體剪出;已修建的貼坡漿砌石擋墻出現開裂;邊坡上部出現兩條長160 m～170 m,張開1 cm～5 cm的拉裂縫。鑒于該邊坡緊鄰閘壩,變形規模較大,對工程安全有較大的影響。因此在庫區左岸邊坡變形區域設置監測設施,重點監測堆積體內部變形情況,以了解滑移速率、滑面深度、影響因素等變形的基本特征。

2 主要工程地質條件

庫區左岸邊坡分布高程約為1 465 m～1 290 m,順河長約500 m,寬約300 m,前緣直抵河邊,下游以無名溝為界,距離壩軸線85 m左右。 總體坡度約為 30°～35°,前緣較陡,坡度在40°～45°之間。距閘壩取水口最近距離約110 m。勘探表明:該邊坡主要由崩坡積堆積組成,最大厚度70余米,體積約320萬m3,主要由塊碎石土組成,內夾不等厚亞黏土夾碎石條帶,整體均一性差,透水性不均一,局部有架空現象。

3 監測布置

庫區邊坡采用位移監測的方法,根據邊坡橫向長度范圍,于垂直河流方向布置了3個監測斷面,在3個監測斷面上共計布置了3個鉆孔傾斜儀。3個鉆孔傾斜儀的深度為進入基巖10 m,分別為65.6 m,46.6 m和39 m,從2007年7月31日開始監測,每7 d測量一次,遇蓄水、暴雨及地震時加密測量。

4 邊坡變形特征

4.1 邊坡變形方向

總變形3.21 mm～14.48 mm。由此可見,該邊坡的主滑方向為向坡外略偏上游。

鉆孔傾斜儀垂直河向(A方向)的變形以朝向坡下變形為正,反之為負;順河向(B方向)的變形以 A方向逆時針旋轉90°方向變形為正,反之為負。從2007年7月開始監測至2009年12月的監測數據見表1。

從表1可以看出邊坡主要變形方向為向坡外方向(A方向),其中孔口向坡外總變形111.16 mm～126.33 mm,滑移面向坡外總變形65.98 mm～95.05 mm。而順河向(B方向)變形相對較小,其中孔口向坡外總變形9.11 mm～18.45 mm,滑移面向坡外

表1 鉆孔傾斜儀孔口和滑移面總變形情況統計表 mm

4.2 邊坡變形模式

若邊坡各部位的變形趨勢一致,邊坡的整體變形比較協調,說明邊坡有可能處于整體穩定,也有可能產生整體失穩。若邊坡不同部位的變形趨勢相差較大,有的部位同其他部位相比變形明顯偏大,則說明邊坡產生局部破壞的可能性較大。

監測成果表明在IN01孔口下58.5 m～56.5 m段、IN02孔口下32 m～30 m段及IN03孔口下24.0 m～22.5 m段向坡外方向(A方向)變形存在突變,根據鉆孔資料及勘探成果復核,與推測滑移面—含碎石粉質黏土層頂部(高程約1 296 m,在坡面基本呈水平連續分布)基本一致,可定為主滑段。根據鉆孔的變形分布曲線圖,在同一地點的鉆孔監測位移量一般由孔口到滑移面呈逐漸減小的趨勢(見圖1),表明該邊坡的滑移模式為沿滑移面的整體滑移。

4.3 影響邊坡變形的主要因素

本邊坡沿坡積堆積的粉質黏土層的頂部為底滑面產生變形,沿滑面目前累計向坡外變形65.98 mm～95.05 mm,其中2007年變形總量15.23 mm～39.19 mm,月均3.05 mm～7.84 mm,最大月變形15.57 mm(8月),最小月變形0.69 mm(12月);2008年變形總量15.01 mm～57.12 mm,月均 1.25 mm～4.76 mm,最大月變形12.63 mm(4月,水庫蓄水期),最小月變形0.24 mm(11月);2009年變形總量-0.39 mm～0.76 mm(截至到2月26日),月均-0.11 mm～0.22 mm。根據柳洪水電站水文資料,6月～9月為雨季,由此可見,變形速率與降雨密切相關,初期與水庫蓄水有關,年變形量逐年減少,目前邊坡仍在位移,但速率明顯減小。

5 結語

1)從監測資料結合邊坡地質條件綜合分析,該邊坡沿粉質黏土層的頂部構成的滑面產生變形,其變形主要受暴雨和水庫蓄水影響,三年來沿滑面累計變形達65.98 mm～95.05 mm,但年變形量逐年下降。2)從監測的數據分析,影響邊坡變形的主要因素為降雨和水庫蓄水,因此建議在雨季和水庫蓄、放水時應尤其加強觀測和做好相應的預防措施和預案。

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