新疆吉音水庫TH1滑坡體穩(wěn)定性分析

明德巴依爾

（新疆水利水電勘察設(shè)計(jì)研究院地質(zhì)勘察研究所，新疆烏魯木齊830019）

新疆吉音水庫TH1滑坡體穩(wěn)定性分析

明德巴依爾*

（新疆水利水電勘察設(shè)計(jì)研究院地質(zhì)勘察研究所，新疆烏魯木齊830019）

論述了新疆吉音水庫概況、地形地貌、地層巖性、滑坡體的地質(zhì)條件、滑坡體的結(jié)構(gòu)特征、滑坡體成因分析、滑坡體的穩(wěn)定分析及計(jì)算過程、最終得出的結(jié)論等。

TH1號(hào)滑坡體；吉音水庫；穩(wěn)定分析

1　工程概況

吉音水利樞紐工程位于新疆和田地區(qū)于田縣境內(nèi)的克里雅河干流上，壩址位于克里雅河支流烏什開布隆達(dá)里亞河與克里雅河干流吾格也克河交匯口上游，工程區(qū)距于田縣城約120km，距和田市303km。是一項(xiàng)以灌溉、防洪為主，兼顧發(fā)電的綜合性水利工程。吉音水利樞紐工程，設(shè)計(jì)洪水位2509.12m，校核洪水位2510.76m，正常蓄水位2509.00m，死水位2470.00m，正常庫容0.78×108m3，死庫容0.18×108m3，調(diào)節(jié)庫容0.6× 108m3。攔河壩最大壩高124.5m，壩頂長度536m，電站裝機(jī)24MW，發(fā)電引水流量41m3/s，年發(fā)電量1.041× 108kW·h。工程由攔河壩、表孔溢洪洞、底孔泄洪洞、發(fā)電引水洞、地面廠房及電站尾水渠等組成。工程建成后，可滿足克里雅河灌區(qū)灌溉面積70.73萬畝的用水要求，將下游防洪堤防洪標(biāo)準(zhǔn)由3年一遇提高到20年一遇。

2　地形地貌

庫壩區(qū)位于吾格也克河寬谷段，河谷呈“U”形，谷寬1000m左右。水庫兩岸為侵蝕中、高山區(qū)，山頂海拔2400～3100m，相對(duì)高差200～400m，岸坡大部分為風(fēng)積粉土覆蓋，自然坡度30°～40°，庫區(qū)兩岸沖溝較發(fā)育，沖溝切割深度一般1～5m，個(gè)別8～10m，局部沖溝底有基巖出露。現(xiàn)代河流為一深切河槽，偏右岸，河流流向74°，河床縱坡10‰左右，水庫回水長9.3km。河槽深50～60m，槽底寬20～30m，槽頂寬60～100m。河槽左岸發(fā)育有寬闊的Ⅲ級(jí)階地，階地面寬300～500m，地表為風(fēng)積粉土覆蓋。

3　地層巖性

庫壩區(qū)為大范圍的風(fēng)積粉土覆蓋，僅現(xiàn)代河床兩岸及近壩庫岸有基巖出露。地層巖性主要有中元古界（Pt2）、元古界第二期侵入巖（β）及第四系（Q）。

4　TH1滑坡體

4.1基本地質(zhì)條件

TH1滑坡體位于壩軸線下游500m右岸邊，該處河流流向由NEE轉(zhuǎn)為NW向，河流整體靠右岸。TH1滑坡體在地貌上呈一略凸出鼻狀山梁，上游為Ⅲ級(jí)階地凹岸，下游為垂直河流走向的沖溝切割形成的小山梁。滑坡體所在岸坡自然坡度35°～45°，地表大部分為風(fēng)積粉土覆蓋，結(jié)構(gòu)疏松，其厚度8～12m，下伏基巖為中元古界斜長角閃片巖，屬中硬巖，片理不明顯。TH1滑坡體頂部高程2585m，底部位于河邊2370m，底部順河長200m。該滑坡體中部2460～2480m高程段出露堆積的巖塊，2460m高程以下為崩滑形成的塊石堆積體，2480m以上為風(fēng)積粉土覆蓋。

4.2滑坡體結(jié)構(gòu)特征

在滑坡體中部及下游側(cè)不同高程處分別布置PD29及PD13平硐。中部PD29平硐內(nèi)大部分硐段進(jìn)行了強(qiáng)支撐，硐內(nèi)巖體呈塊石狀或解體巖體，塊石直徑1～4m，拉裂縫縱橫交錯(cuò)，縫寬0.3～1.2m。由于硐內(nèi)巖塊為滑體內(nèi)物質(zhì)，因而成硐困難，平硐打至29m深度時(shí)，坍塌嚴(yán)重。下游側(cè)PD13平硐與PD29平硐情況相似。通過地面地質(zhì)測繪及勘探成果，TH1滑體內(nèi)物質(zhì)可分為2個(gè)部分，其一，滑體表部0～5m范圍內(nèi)為粒徑較小的塊石，其直徑0.3～1.2m；其二，5～30m范圍內(nèi)為直徑較大的塊石組成，直徑1.5～4.0m。經(jīng)剖面計(jì)算其總方量約30×104m3。

通過地面地質(zhì)測繪及平硐的揭露，在滑坡體后緣可見滑坡陡坎，在近后緣處下游側(cè)可見滑坡光面，結(jié)合平硐內(nèi)滑體物質(zhì)的特性，綜合判斷該滑坡體滑距離較小10～15m。本次雖未能揭露底滑面，但從地質(zhì)測繪及勘探成果來看，其底滑面為平行岸坡且傾坡外的一組結(jié)構(gòu)面。其主要為滑坡角礫巖。

4.3滑坡成因分析

通過地面地質(zhì)測繪表明，TH1滑坡體處主要發(fā)育一組平行岸坡且傾坡外的結(jié)構(gòu)面，其產(chǎn)狀為：320°～340°SW∠40°～50°。另在坡腳上游側(cè)發(fā)育斷層F1，其產(chǎn)狀：330°SW∠60°，傾坡外，斷層帶寬1.5～2.0m，帶內(nèi)主要為灰黃色的糜棱巖及碎裂巖。崩、滑的塊石堆積體下部分布有掩埋的砂礫石層。綜合分析得出：現(xiàn)代河流緊靠右岸，由于河流的侵蝕，加之兩側(cè)沖溝切割及F1斷層的存在，三面臨空，造成上部巖體沿320°～340° SW∠40°～50°這組結(jié)構(gòu)面產(chǎn)生滑坡，見圖1。

5　滑坡體穩(wěn)定分析

通過與TH2滑帶物質(zhì)類比，取c=15～20kPa，φ= 38°。

TH1滑坡體的穩(wěn)定性計(jì)算采用傳遞系數(shù)法（圖2）。

按式（1）～式（5）計(jì)算：

圖2　折線滑動(dòng)面穩(wěn)定系數(shù)計(jì)算

式中：Wi——第i塊滑體的重力，kN；

Ri——第i塊滑動(dòng)面上的抗滑力，kN；

Rn——最末塊滑動(dòng)面上的抗滑力，kN；

Ni——第i塊滑動(dòng)面上的法向分力，kN；

Ti——第i塊滑動(dòng)面上的切向分力，kN；

Ci——第i塊滑動(dòng)面上的內(nèi)摩擦角，（°）；

Li——第i塊滑動(dòng)面上的粘聚力，kPa；

θi——第i塊滑動(dòng)面上的長度，m；

ψj——第i塊剩余下滑力傳遞至i+1塊時(shí)的傳遞系數(shù)（j=i）；

φi+1——第i塊滑動(dòng)面與水平角的夾角，（°）。

按4種工況進(jìn)行計(jì)算，其結(jié)果如下：

①工況一，天然狀態(tài)，K=1.18；②工況二，天然狀態(tài)+Ⅷ度地震，K=1.11；③工況三，飽和狀態(tài)，K= 0.82；④工況四，飽和狀態(tài)+Ⅷ度地震，K=0.78。可見，飽水及在地震工況下，滑坡體將失穩(wěn)。

6　結(jié)論

TH1滑坡體自然工況下處于基本穩(wěn)定狀態(tài)，自然+地震工況下安全系數(shù)為1.11，在蓄水后安全系數(shù)為0.82，飽水+地震工況安全系數(shù)為0.78。根據(jù)計(jì)算結(jié)果，滑坡體在自然工況和地震工況下是穩(wěn)定的，非正常工況下尤其是飽和加地震工況下有進(jìn)一步失穩(wěn)的可能，失穩(wěn)形式以崩塌、滑塌為主。各水工建筑物須避讓，避免對(duì)滑坡體坡腳開挖，對(duì)滑坡體中上部堆填，影響邊坡的穩(wěn)定。電站尾水須避免對(duì)坡腳沖刷掏蝕。

［1］新疆吉音水庫初設(shè)地質(zhì)報(bào)告［R］.

［2］GB 50487-2008水利水電地質(zhì)勘察規(guī)范［S］.中國計(jì)劃出版社，2009.

P642.22

A

1004-5716（2016）04-0021-03

2015-12-28

明德巴依爾（1960-），男（蒙古族），新疆塔城人，工程師，現(xiàn)從事水利水電地質(zhì)勘察工作。