貴州省蒙江上尖坡水電站施工滑坡成因分析

陳 偉

(貴州省水利水電勘測設計研究院，貴陽550002)

1 工程概況

上尖坡水電站位于貴州省南部的羅甸縣邊陽鎮之西約12 km的董王鄉境內，擬建壩址位于漣江上尖坡河段上，距貴陽135 km。2013年8月17—20日連降大雨，21日施工開挖到635 m高程后，于22日凌晨0:09 分，右岸壩肩壩軸線上游689 ～635 m高程發生了滑坡地質災害。長150 m左右，平均寬50 m左右，一般厚約8 m，最厚處為23 m，總方量約6 萬m3，屬小型中層巖質滑坡。

2 右岸邊坡穩定性分析及評價

右岸邊坡高約300 m，地形坡度總體為30°，坡面平整，在680 m及780 m高程有兩處寬20 ～40 m的平緩地帶，覆蓋層厚0 ～10 m，基巖巖性為(P2w1)淺灰中厚層燧石灰巖及灰巖，巖層產狀為N5° ～15°E/SE∠30° ～32°，傾向與坡向基本一致。該邊坡為一較陡竣的超高巖質順向坡。局部因地形起伏存在切腳臨空現象。該邊坡按工程的重要性劃分為二級邊坡。自然狀態下邊坡大部分基本穩定。但存在施工開挖的潛在不穩定性。

施工切腳開挖后泥化夾層及風化溶蝕充泥層面會構成底滑面，N45°E/NW∠68°裂隙組構成后緣切割面，N60°W/SW∠66 ～75°裂隙組構成側向切割面，沿泥化夾層及風化溶蝕充泥層面滑動的可能性很大，可能破壞的型式為沿泥化夾層及風化溶蝕充泥層面產生滑坡。坡體606 ～670 m高程存在的大型溶隙，70%被溶空，很容易坍塌，務必作好充填處理。天然狀態坡體局部有層面臨空現象，如壩軸線右岸620 ～665 m高程段坡體，強烈的爆破震動也會引起滑坡。覆蓋層天然狀態穩定性較好，但施工開挖破壞植被后地表水滲入量加大，坡度變陡，會引起覆蓋層坍塌［1］。右岸邊坡典型剖面圖見圖1。

圖1 右岸邊坡典型剖面圖

3 右岸上游側邊坡滑動成因分析

右壩肩開挖后，上游側630 ～690 m高程坡體地形為一倒三角體，上游坡天然為一陡崖，下游坡45°，河向坡35°，666 ～690 m覆蓋層為坡積的塊石、砂土厚3 ～10 m，630 ～666 m覆蓋層為坡積砂土厚1 ～2 m。基巖為(P2w1)淺灰中厚層燧石灰巖及灰巖。巖層產狀較穩定為N5° ～15°E/SE∠30° ～32°，傾向與河向坡向基本一致為巖質順向坡。

發現泥化夾層(NJ1)，厚8 ～30 cm不等。泥化夾層延伸率100%。另外還發現在開挖坡面具風化溶蝕充泥層面NJ2 ～NJ4，厚度1 ～6 cm不等，長度10～35 m。右岸壩肩基坑開挖揭露的上游側643m 高程處NJ2 已臨空。巖體垂直強風化層厚6 ～7 m。巖體中發育有N45°E/NW∠68°及N60°W/SW∠66° ～75°組裂隙。

由于2013年8月17—20日連降大雨，致使泥化夾層(NJ1)、風化溶蝕充泥層面NJ2 ～NJ4 的抗滑穩定參數大大降低，后緣坡體順NJ1 及NJ2 ～NJ4 下滑力增大，把坡體前緣巖體剪斷(巖層傾角變陡為41°并且有裂紋)，泥化夾層及風化溶蝕充泥層面會構成底滑面，N45°E/NW∠68°裂隙組構成后緣切割面，N60°W/SW∠66 ～75°裂隙組構成側向切割面，產生了漸進性破壞。

通過實測的2、3、4 及E、D、F6 條地質縱橫剖面圖估算滑坡體長150 m左右，平均寬50 m左右，一般厚約8 m，最厚處為23 m。總方量約為6 萬m3。滑坡體破壞的深度僅限于覆蓋層、強風化及局部弱風化巖體，未破壞大壩地基巖體。

綜前述，右壩肩開挖后，上游側630 ～690 m高程坡體地形為一倒三角體，上游坡天然為一陡崖，陡崖處風化強烈，有裂隙、泥化夾層及沿風化溶蝕充泥層面等不利組合結構面并有卸荷現象，2013年8月17—20日連降大雨，致使泥化夾層(NJ1)、風化溶蝕充泥層面NJ2 ～NJ4 的抗滑穩定參數大大降低，后緣坡體順NJ1 及NJ2 ～NJ4 下滑力增大，把坡體前緣巖體剪斷，泥化夾層及風化溶蝕充泥層面會構成底滑面，N45°E/NW∠68°裂隙組構成后緣切割面，N60°W/SW∠66° ～75°裂隙組構成側向切割面，產生了漸進性破壞。滑坡發生后導流洞未被破壞，因此分析導流洞開挖洞頂塌落對滑坡誘發作用較小。

4 邊坡處理措施建議

4.1 滑動邊坡處理措施建議

清除滑動堆積體，清除滑動堆積體前滑坡體后緣坡體必須進行預應力錨索+框格梁或抗滑樁錨固巖體。預應力錨索+框格梁或抗滑樁，深入NJ1 泥化夾層以下10 m左右。壩軸線690 m高程上、下游200 m范圍做好排水天溝。導流洞塌空區作細石混凝土回填固結灌漿處理。

4.2 危險邊坡處理措施建議

對右岸基坑開挖揭露的下游側645 ～670 m高程坡體、施工道路、輔助工場的開挖邊坡進行支護、錨固及排水處理。

1)因右壩肩滑坡體后緣坡體有受滑動牽引的影響，邊坡高度260 m左右屬高大邊坡，為順向邊坡，穩定性較差，如果失穩將直接破壞大壩主體結構，可能破壞的型式為沿覆蓋層與基巖面及風化溶蝕充泥層面產生滑坡。為此建議采用預應力錨索+框格樑或抗滑樁等措施進行錨固巖體，且預應力錨索或抗滑樁深入弱風化帶巖體10 ～20m 左右，并對K1－K2強巖溶帶進行細石混凝土回填固結灌漿處理。錨固范圍建議延伸到壩線上游的鋸齒狀陡崖處。

2)右岸基坑開挖揭露的下游側645 ～670 m高程坡體;壩基、肩開挖需保留的坡體可能破壞的型式為沿泥化夾層及風化溶蝕充泥層面產生滑坡。對此建議進行預應力錨索+框格樑或抗滑樁錨固巖體，深入NJ1 泥化夾層以下10 m左右。

3)在810 m高程，壩軸線上、下游300 m范圍的邊坡建議做好排水系統。

4.3 導流洞處理

上部滑坡體清除后會進一步查清洞頂部的地質情況，并作鉆孔勘探，待導流洞貫通后洞內采用地質雷達探明不良地質洞段底板的基巖出露位置，再根據實際地質情況作完善的處理方案。

4.4 建議物理力學參數

天然碎石夾黏土:φ =28°，c =35 kPa。飽和碎石夾黏土:φ =20°，c =10 kPa。天然碎石夾黏土/擋墻摩擦系數:f =0.30，飽和碎石夾黏土/擋墻摩擦系數:f =0.25。滑動面(NJ1－－NJ4):f＇ =0.22;c＇ =0.005 MPa(一般狀態);f＇=0.18;c＇=0 MPa(連降大雨后)。覆蓋層天然容重= 1.8 g/cm3。覆蓋層飽和容重=2.1 g/cm3。強風化天然容重=2.4 g/cm3，強風化飽和容重=2.5 g/cm3，滑動體飽和容重=2.35 g/cm3。黏結強度極限摩阻力標準值(強風化)=300 kPa。黏結強度極限摩阻力標準值(弱風化)=600 kPa。

4.5 變形觀測

建議對右岸邊坡作變形觀測，主要針對滑坡體后緣坡體、拌和系統場平、施工營地部位。

［1］陳更祥. 耒水小東江電站左岸巖質邊坡穩定性分析與滑坡治理研究［D］. 長沙:中南大學，2005.