騰龍橋二級水電站工程滑坡治理

摘 要：騰龍橋二級水電站是我國云南省保山市龍陵和騰沖交匯的龍江干流中下游河段的建設(shè)工程，是以發(fā)電為主的三等水電工程，在進(jìn)行施工建設(shè)的過程中，勘測河壩的左岸下游的巖體結(jié)構(gòu)較為特殊，在路面以及河壩內(nèi)部有多處斷裂現(xiàn)象。這給工程建設(shè)帶來了巨大的挑戰(zhàn)。因此，對此地段的施工建設(shè)要格外小心謹(jǐn)慎，通過對地質(zhì)巖層的具體分析制定出一系列的防治方案。文章將針對騰龍橋二級水電站工程滑坡治理展開詳細(xì)的分析研討，并提出有建設(shè)性的治理方案。

關(guān)鍵詞：水電站工程；滑坡治理；左岸HP1滑坡

1 基本地質(zhì)條件

據(jù)測量，騰龍橋二級水電站左側(cè)岸坡坡度的平均值在40°～45°之間，該地的地質(zhì)構(gòu)造較為復(fù)雜，巖層以變質(zhì)巖為主，巖性多半是石英片巖，其中還夾雜著部分砂質(zhì)板巖。巖層的走向與河流的走向基本一致，并向外坡出呈50°傾斜，也有部分地段的傾斜角較大，在70°～85°之間。水電站周圍的地質(zhì)構(gòu)造呈現(xiàn)出多樣化形式，并不只有唯一的生長走向，斷層情況也少有分布。

由于壩址的地形結(jié)構(gòu)復(fù)雜，決定了該地質(zhì)構(gòu)造所形成的具體特征，從而也體現(xiàn)出了岸坡所呈現(xiàn)出的變形失穩(wěn)機(jī)理，主要為：經(jīng)受風(fēng)化和卸荷時，會形成傾倒式變形；受到河水的沖刷使坡面處發(fā)生坍塌。當(dāng)發(fā)生傾倒式變形時，也很有可能發(fā)生連帶的坡腳斷層巖體失穩(wěn)，從而導(dǎo)致坡面滑坡的發(fā)生。根據(jù)這一情況，在工程建設(shè)的過程中，也很有可能因巖層機(jī)理的不穩(wěn)定而發(fā)生塌滑事故。

2 左岸HP1滑坡的地質(zhì)邊界條件和穩(wěn)定性分析

壩址的地質(zhì)邊緣具體情況決定了HP1滑坡的穩(wěn)定性，對此，設(shè)計院通過地質(zhì)測繪和平硐探測以及勘探等工作，對騰龍橋二級水電站左岸HP1的滑坡地質(zhì)邊界條件進(jìn)行檢測和實驗。在左岸附近設(shè)置PD1、PD13、PD14、PD15四個平硐，外加一個鉆孔，用ZK1表示。除此之外，還要進(jìn)行樣本的采集，將容易發(fā)生塌滑的坡面土進(jìn)行采樣，并進(jìn)行相應(yīng)的力學(xué)實驗，根據(jù)實驗結(jié)果可得出以下結(jié)論：

（1）滑坡體的范圍

HP1滑坡的位置處于水電站壩址的下游，與上游之間的軸線距離為120m左右；壩址的下游邊界位于大溝地段，后緣部位的高程在1255m～1265m之間；據(jù)測量，水面的總體高程為1110m，而前緣的高程位置在1105m左右，由此可以推斷出，發(fā)生塌滑時所產(chǎn)生的垂直厚度應(yīng)為50m～70m之間，塌滑的體積則為270×104m3左右。

（2）滑坡形成機(jī)理

根據(jù)研究，我們將HP1滑坡在受到外界沖擊時所產(chǎn)生變形特征的部位分為三個階段：

第一，HP1-1（傾倒蠕動變形體）：傾倒如東變形體是發(fā)生在上游地段。在該地段，騰龍橋二級水電站的河壩的河寬為140m，坡向長為180m，河深的平均值為40m，因此得出此部分的體積值為93.6×104m3。河壩下游的傾斜角度較大，角度在70°～80°之間，此部位的傾斜形式以巖體拉裂擴(kuò)張為主，而產(chǎn)生的縫隙分布在巖層的發(fā)育理面當(dāng)中。在與卸荷巖體的交匯處附近，會有約為3.2m的土層裸露出來，其土質(zhì)較為松軟，巖層脆弱，產(chǎn)狀為N20°E，NW∠59°，經(jīng)取樣試驗得：Ф=23.4～25.1°C=14.4～29.4KPa。如果滑面的位置在該土質(zhì)的附近，并呈現(xiàn)出該土質(zhì)特征，并結(jié)合上述的表象數(shù)據(jù)，我們可得出以下結(jié)論：在不考慮發(fā)生地震以及其他地質(zhì)災(zāi)害的前提下，并不受到滲透壓力的壓迫，此時所具備的安全系數(shù)為1.274；將地震以及滲透壓力計算在內(nèi)時，安全系數(shù)有所下降，數(shù)值為1.069。

第二，HP1-2（順層蠕動變形體）：順層蠕動變形體常發(fā)生在下游地段。貴地段的河壩寬度通常在90m～120m之間，河深的平均值為20m，該地段部分的體積值為30.8×104m3。此地段巖層的傾斜角適中，在50°～70°之間，并且傾斜形式與傾倒蠕動變形溝通，以拉裂擴(kuò)張為主。在協(xié)和巖體的交匯處附近，黏土層的厚度約為0.4m，產(chǎn)狀為N20°E，NW∠43°。由此可推斷出該變形體的垂直滑體的厚度為25m，根據(jù)力學(xué)公式計算可得出以下結(jié)論：在不考慮發(fā)生地震以及其他地址災(zāi)害的前提下，并不受到奧滲透壓力的壓迫，此時的安全系數(shù)值為1.5；將地震以及滲透壓力計算在內(nèi)時，安全系數(shù)值下降至1.216。

第三，HP1-3（卸荷崩塌堆積體）：卸荷崩塌堆積體是在HP1-1與HP1-2之間的后緣部分，該部位的河壩寬度為110m，坡向長在30m～50m之間。此部分的傾倒角度較大，傾倒程度更加明顯，并且在壩體的表層8m處附近就已經(jīng)發(fā)生塌滑現(xiàn)象。但根據(jù)實際的測量可知，發(fā)生塌滑的部分坡度較緩，坡度的平均值約為20，因此該地段屬于相對穩(wěn)定地段。但是由于發(fā)生塌滑現(xiàn)象，之前所設(shè)置的平硐探測口全被被掩蓋，因此無法進(jìn)行平硐探測實驗。

3 意見和建議

根據(jù)上文對HP1滑坡機(jī)理的基本描述，可將壩體滑坡機(jī)理做出如下總結(jié)：經(jīng)過風(fēng)化、卸荷等力的作用與影響，使得地質(zhì)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)傾倒變形，從而導(dǎo)致最終的HP1-3的塌滑。

由于并沒有材料和證據(jù)證實巖層折斷的塌滑原因，因此也無法斷定塌滑現(xiàn)象與地質(zhì)構(gòu)造的深層運動是否有關(guān)。可將被掩埋的平硐口進(jìn)行清理，并且重新進(jìn)行試驗檢測，將傾倒角度作為主要的參考數(shù)據(jù)，通過角度的不同來進(jìn)行巖體斷裂、擴(kuò)張、以及方向的具體測量，進(jìn)而對發(fā)生塌滑時產(chǎn)生的強(qiáng)度、能量以及路徑進(jìn)行計算。

在風(fēng)化卸荷巖體中的軟弱層，也就是具有拉裂縫和泥化夾層的土質(zhì)層，通常情況下，其傾倒角度較大，會大于坡面的平均角度，在深度較大的地段，該性質(zhì)土層會在坡腳處裸露出來，現(xiàn)階段所設(shè)定的滑面同樣也是在坡腳的斷層巖體處。在計算其安全指數(shù)時，采用順層弱面軟弱土層的樣本數(shù)值，這樣的計算結(jié)果會過于保守和謹(jǐn)慎。

通過以上分析可知，保守的計算指數(shù)體現(xiàn)出的地震力較大，得出的結(jié)構(gòu)已能夠滿足工程實際的建設(shè)情況，因此，水電站工程建設(shè)在進(jìn)行支護(hù)設(shè)計時，不建議進(jìn)行深層滑動的實驗與研究，要將研究的重點放在淺層坡面滑動的預(yù)防和治理上。

陡傾角巖層的順層坡，當(dāng)巖層在坡腳處被切斷（切腳）或剪斷（屈折）時極易發(fā)生坍滑。坡腳處的巖層軟弱、破碎更易被屈折，所以HP1-2部位山坡的變形程度宏觀上要較HP1-1部位大，因為在HP1-2部位的坡腳處（低線公路附近）已見到分布有全風(fēng)化狀的砂板巖，這是潛在剪出口。

當(dāng)前穩(wěn)定分析得出的安全系數(shù)HP1-1小于HP1-2，這與現(xiàn)場見到的實際情況不符。出現(xiàn)這情況的原因是：不論滑面埋藏深與淺均采用同一指標(biāo)，這樣在滑動面形態(tài)相似的情況下，滑體大則下滑力也大、安全系數(shù)則低。

為防止HP1部位的傾倒變形巖體的穩(wěn)定條件進(jìn)一步惡化，在河岸邊部位設(shè)置樁板墻式的支擋工程是首選方案。如部份樁板墻能與消力池邊墻結(jié)合，則不僅能減少工程投資，而且能取得更好的效果。樁板墻的高度，應(yīng)考慮在施工期后能回填低線公路，起反壓坡腳的作用。

4 結(jié)束語

文章對騰龍橋二級水電站工程左岸HP1滑坡進(jìn)行深入的探討，通過對HP1性質(zhì)的分析與總結(jié)，從而了解到在實際的施工當(dāng)中應(yīng)當(dāng)注意的事項。根據(jù)安全系數(shù)的計算來確定每一地段的建設(shè)情況，并結(jié)合平硐的設(shè)置以及其他試驗的結(jié)合，對騰龍橋二級水電站工程坡面的建設(shè)提出了建議。但以上建議還需要經(jīng)過反復(fù)的推敲和驗證才能夠投入實際的建設(shè)當(dāng)中。

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