錦屏一級水電站左岸邊坡蓄水變形響應(yīng)研究

裴向軍，何如許，朱利君，羅小惠，陳俊宇

(成都理工大學(xué)地質(zhì)災(zāi)害防治與地質(zhì)環(huán)境保護(hù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，成都 610059)

0 引 言

發(fā)生在20世紀(jì)60年代導(dǎo)致2 000 多人喪生的意大利Vajont[1]水庫滑坡的慘痛事故使得庫岸滑坡成為了滑坡研究的重點(diǎn)。而隨著我國水電行業(yè)的蓬勃發(fā)展諸如錦屏一級、溪洛渡、小灣等大型水利水電工程的不斷推進(jìn)，大規(guī)模、強(qiáng)開挖、地質(zhì)條件復(fù)雜的高陡人工開挖邊坡的變形及其穩(wěn)定性逐漸成為各位專家學(xué)者關(guān)注的重點(diǎn)[2-4]。目前數(shù)值模擬和邊坡監(jiān)測是評價(jià)和預(yù)測其穩(wěn)定性的主要方法。

朱繼良[5]等以西南某地區(qū)的超高人工開挖水電邊坡為例，通過對監(jiān)測點(diǎn)位移數(shù)據(jù)的詳細(xì)分析并與開挖歷程相結(jié)合，得出了該邊坡的開挖變形響應(yīng)規(guī)律，并指出邊坡的變形主要是由開挖卸荷所導(dǎo)致的，變形與開挖歷程有著極強(qiáng)的相關(guān)性。黃志鵬[6]將錦屏一級水電站的淺部、深部和表面變形監(jiān)測數(shù)據(jù)作為判據(jù)，分析了其開挖至今的變形規(guī)律及特征，得出了變形在開挖結(jié)束以后趨于穩(wěn)定的結(jié)論。梁國賀[7]在監(jiān)測數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上建立響應(yīng)回歸模型，研究溪洛渡水庫蓄水以后庫岸邊坡和拱壩的變形規(guī)律以及發(fā)展趨勢，并分析了導(dǎo)致谷幅收縮的主要因素。黃潤秋[8]將現(xiàn)場調(diào)查與實(shí)時(shí)變形監(jiān)測數(shù)據(jù)相結(jié)合，探討了高陡邊坡在人工強(qiáng)開挖的條件下的變相響應(yīng)規(guī)律，并總結(jié)出了3種變形模式，其中卸荷回彈是邊坡變形的主要原因。薛秀[9]運(yùn)用Geostudio軟件分析某水電站岸坡的變形特征，并結(jié)合監(jiān)測資料指出蓄水以后由于庫水的作用會(huì)使巖土體的參數(shù)降低，從而導(dǎo)致坡體的變形以蠕變?yōu)橹鳌埵朗鈁10]等通過詳細(xì)的現(xiàn)場調(diào)查以及結(jié)合相關(guān)資料提出了庫水作用下的傾倒變形體邊坡的演化機(jī)制，并結(jié)合數(shù)值模擬分析庫水對庫岸邊坡穩(wěn)定性的影響。張金龍[11]運(yùn)用多種監(jiān)測手段對錦屏一級水電站人工開挖邊坡進(jìn)行綜合監(jiān)測以掌握施工期邊坡開挖的穩(wěn)定性，對后續(xù)類似的大型人工開挖邊坡監(jiān)測提供了豐富的經(jīng)驗(yàn)和參考價(jià)值。

錦屏一級水電站承擔(dān)著整個(gè)雅礱江流域水利項(xiàng)目承上啟下的重要作用。該壩為典型的雙曲拱壩，高約305 m，死水位1 800 m正常蓄水位1 880 m。蓄水期和運(yùn)行期的左岸邊坡穩(wěn)定性是錦屏一級水電站順利蓄水和發(fā)電的重要保證。為了研究蓄水以后邊坡的變形響應(yīng)特征，以及邊坡變形與蓄水的相關(guān)性。本文以錦屏水電站左岸邊坡為例，結(jié)合研究區(qū)豐富的前期地質(zhì)資料，通過對左岸邊坡各個(gè)表面變形觀測點(diǎn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)與分析并結(jié)合庫水水位波動(dòng)的影響，研究左岸邊坡不同區(qū)域在蓄水后的變形響應(yīng)特征，為后續(xù)庫岸邊坡穩(wěn)定性的分析以及預(yù)測提供了可靠的依據(jù)和有力的支持。

1 工程概況

圖1 壩區(qū)工程地質(zhì)及樞紐布置Fig.1 A sketch of engineering geology and hub layout in the dam area

錦屏一級水電站庫水位變化歷時(shí)曲線見圖2，蓄水至今的庫水位歷程總體分為首蓄期2012-11-30-2014-08-24、初蓄期2014-08-25-2015-09-28和運(yùn)行期2015-09-30-2017-09-30共3個(gè)階段。2012-11-30-2012-12-07為首蓄期第1階段蓄水，庫水位從1 640 m升至1 706 m。2013-06-15-2013-07-19為首蓄期第2階段蓄水，庫水位從1 706 m升至1 800 m，2013-09-03-2013-10-14為首蓄期第3階段蓄水，庫水位從1 800 m升至1 839 m。2014-07-03-2014-08-24為首蓄期第4階段蓄水，庫水位從1 839 m首次升至正常設(shè)計(jì)蓄水位1 880 m，首蓄期結(jié)束。2015-01-01-2015-05-14庫水位從1 880 m降至1 800 m，2015-06-20-2015-09-28庫水位從1 800 m蓄水至1 880 m，初蓄期結(jié)束。而在運(yùn)行期庫水位從12月的1 880 m開始下降至6月的1 800 m，再從6月的1 800 m蓄水至1 880 m。

圖2 錦屏一級水電站壩前水位歷時(shí)過程曲線Fig.2 Duration curve of water level in front of dam of Jinping-I hydropower station

2 變形分區(qū)與監(jiān)測布置

2.1 變形分區(qū)

左岸邊坡上部為傾倒變形體，表現(xiàn)為長期持續(xù)重力傾倒變形，尚未收斂；下部邊坡的變形主要受到幾個(gè)大型的斷層、結(jié)構(gòu)面以及深部拉裂縫所控制。因此根據(jù)坡體結(jié)構(gòu)及其變形特征，將左岸上游邊坡初步劃分為以下3個(gè)宏觀變形區(qū)域(見圖3)。

圖3 壩區(qū)左岸邊坡變形分區(qū)Fig.3 Deformation zoning map of left slope in dam area

(1)開口線高位傾倒變形區(qū)(一區(qū))。是指1 990 m高程以上開口線附近及自然邊坡。

(2)上游山梁f5和f8殘留體變形區(qū)(二區(qū))。是指1 960 m高程以下上游開挖邊界附近區(qū)域，該區(qū)域位于f5斷層外側(cè)。

(3)拱肩槽上游開挖邊坡變形區(qū)(三區(qū))。位于f42-9斷層上盤，上游側(cè)1 990 m高程以下f5斷層和f42-9斷層開挖揭示邊界范圍內(nèi)，與“大塊體”的地表邊界基本一致。

2.2 表觀點(diǎn)監(jiān)測概況

邊坡表面變形監(jiān)測設(shè)立了80個(gè)觀測墩，同時(shí)測量X(順河向)、Y(橫河向)、H(豎直)3個(gè)方向的位移。這些表觀監(jiān)測主要設(shè)置在開挖區(qū)域尤其是拱肩槽上游開挖邊坡較多，而為了對高位的傾倒變形體進(jìn)行變形監(jiān)測，施工期結(jié)束后在自然邊坡增設(shè)了多個(gè)觀測墩。開口線上部的自然坡體設(shè)10個(gè)點(diǎn)，1 885 m以上坡體設(shè)有27個(gè)測點(diǎn)，全面涵蓋了高位傾倒變形體以及f42-9、f5、f8斷層和煌斑巖脈出露的觀測區(qū)域。目前仍然有效的觀測墩數(shù)量為39個(gè)，能夠滿足整體的監(jiān)測要求。各觀測點(diǎn)編號和實(shí)際分布情況參見圖4。

圖4 壩區(qū)左岸邊坡表面監(jiān)測墩分布Fig.4 Distribution map of monitoring piers on the surface of left bank slope in dam area

3 變形響應(yīng)分析

3.1 開口線以上高位傾倒變形區(qū)(一區(qū))

該變形區(qū)范圍內(nèi)正常監(jiān)測點(diǎn)有17個(gè)。通過對該區(qū)域各監(jiān)測點(diǎn)位移數(shù)據(jù)的整理，得到各點(diǎn)的水平合位移(見圖5)、總位移(見圖6)、位移方位角(見圖7)和位移傾角(見圖8)隨時(shí)間變化的歷時(shí)曲線。該區(qū)域的變形較為明顯，目前水平合位移的量值主要集中在100～180 mm范圍內(nèi)并呈現(xiàn)出波動(dòng)性增長的趨勢，方位角的量值則主要集中在100°～120°即偏向上游河床的方向并逐漸趨于穩(wěn)定，方位角的量值與該區(qū)域巖層的傾向大體一致，符合傾倒變形體彎曲-拉裂的變形特征。蓄水之后水平合位移的變化量值主要集中在30～50 mm，該區(qū)域的位移方位角則呈現(xiàn)出趨同性由蓄水之前的劇烈波動(dòng)轉(zhuǎn)而穩(wěn)定下來?？偽灰频牧恐抵饕性?20～220 mm這個(gè)范圍內(nèi)并呈現(xiàn)出波動(dòng)性增長的趨勢，位移傾角則主要集中在10°～30°的范圍內(nèi)即為俯傾角?？梢钥闯鲈搮^(qū)域在蓄水前后的變形趨勢都符合高位傾倒變形體的變形特征，高程較高的點(diǎn)其變形的量值越大，蓄水之后變形的速率也有小幅度的增加變形仍未收斂。

圖5 變形一區(qū)水平合位移歷時(shí)曲線Fig.5 Horizontal displacement diachronic curve in deformation area one

圖6 變形一區(qū)總位移歷時(shí)曲線Fig.6 Sum displacement diachronic curve of deformation area one

圖7 變形一區(qū)位移方位角歷時(shí)曲線Fig.7 Displacement azimuth diachronic curve of deformation area one

圖8 變形一區(qū)位移傾角歷時(shí)曲線Fig.8 Displacement inclination angle diachronic curve of deformation area one

圖9 TP1位移歷時(shí)曲線Fig.9 Displacement diachronic curve of TP1

TP1點(diǎn)布設(shè)于上游側(cè)自然邊坡2 040 m高程處，遠(yuǎn)離了其他施工干擾且觀測一直持續(xù)，對于該區(qū)域變形特征有較好的代表性。該點(diǎn)水平合位移，垂直位移、總位移，以及位移方位角、位移傾角隨時(shí)間變化的歷時(shí)曲線見圖9。由此，可以看出：

(1)從2012-11-30開始蓄水至今這段時(shí)期內(nèi)，變形的總量較施工期有所降低，總位移為60.6 mm，水平合位移54 mm，垂直位移27.7 mm。水平合位移略低于總位移。水平合位移略低于總位移。位移曲線走勢特征表現(xiàn)為：歷經(jīng)1 a左右的波動(dòng)階段之后，才進(jìn)入較穩(wěn)定的增長階段，在首次蓄水完成后變形的量值保持穩(wěn)定的增長。

(2)變形曲線呈現(xiàn)出穩(wěn)定增長的態(tài)勢，同時(shí)顯示出在首次蓄水至1 880 m之后變形仍然難于收斂。其中，除了庫水位從1 800 m蓄水至1 840 m、庫水位從1 840 m降低至1 800 m穩(wěn)定階段以及首次從標(biāo)準(zhǔn)水位1 880 m降低至1 800 m后穩(wěn)定階段變形曲線呈現(xiàn)出暫時(shí)的穩(wěn)定和小幅度的收斂外，其余各時(shí)段變形監(jiān)測曲線均保持了穩(wěn)步上升的態(tài)勢，總位移及水平合位移也一直保持穩(wěn)定增長，2者都沒有出現(xiàn)減緩的趨勢，只是隨著時(shí)間的增長垂直位移(沉降)分量的貢獻(xiàn)逐漸加大，總位移與水平合位移曲線開始出現(xiàn)小幅度的分離。其中，垂直位移(沉降)的 “升降波動(dòng)”式發(fā)展較為明顯。在蓄水之前，垂向變形的波動(dòng)較為明顯主要受到坡體開挖的影響；蓄水之后，垂直變形一直保持沉降的態(tài)勢，偶有向上抬升的波動(dòng)；在“升降波動(dòng)”階段，振蕩幅值保持在10 mm左右，變化幅度不大，但仍然保持沉降逐漸增大的趨勢。蓄水之后，垂直變形的震蕩幅值開始減小但變形的量值隨著時(shí)間的推移又逐漸增加，變化速率也逐步加快，從完成首次蓄水至今垂直位移的變化值達(dá)到了近20 mm,并且尚無收斂的趨勢。

(3)水平位移矢量方位除了在施工期波動(dòng)階段有較大偏轉(zhuǎn)外，在整個(gè)蓄水過程及以后的一段時(shí)間其方位角總體變化不大(開始蓄水后一直穩(wěn)定在107°左右)，即始終保持偏向上游的方向。位移傾角的變化與水平位移矢量方位類似：除了在施工期有一定的偏轉(zhuǎn)和波動(dòng)以外，在整個(gè)蓄水過程及以后的一段時(shí)間位移傾角總體變化不大(開始蓄水后一直穩(wěn)定在22°左右)，即始終保持為俯角，而在2016年底開始隨著垂直變形速率的增加傾角有加大的趨勢，目前的位移傾角為25°。

3.2 上游山梁斷層f5、f8殘留變形區(qū)(二區(qū))

該變形區(qū)范圍內(nèi)包括的正常監(jiān)測點(diǎn)有5個(gè)。通過對該區(qū)域各監(jiān)測點(diǎn)位移數(shù)據(jù)的整理，得到各點(diǎn)的水平合位移(見圖10)、總位移(見圖11)、位移方位角(見圖12)和位移傾角(見圖13)隨時(shí)間變化的歷時(shí)曲線。該區(qū)域的變形比高位傾倒變形區(qū)要小，但受庫水位升降的影響較為明顯，蓄水前后監(jiān)測點(diǎn)的變形趨勢也有所改變。水平合位移的量值主要集中在55～70 mm范圍內(nèi)，并從蓄水初期的快速增加轉(zhuǎn)變?yōu)檫\(yùn)行期的穩(wěn)定略微增長，水平合位移的量值變化與庫水位的升降有較為明顯的相關(guān)性。位移方位角的量值則主要集中在100°～110°，由蓄水之前的劇烈波動(dòng)轉(zhuǎn)而向100°～110°這個(gè)方位逐漸穩(wěn)定下來，即偏向上游河床的方向?？偽灰频牧恐抵饕性?0～70 mm這個(gè)范圍內(nèi)，在蓄水初期總位移的變化基本成線性增加，當(dāng)庫水位到達(dá)1 800 m之后總位移的量值呈現(xiàn)出小范圍的波動(dòng)性增長的趨勢，位移速率較之前有所下降。位移傾角目前主要集中在-30°～0°的范圍內(nèi)，即為仰傾角。該區(qū)域的位移傾角受庫水位上升的影響較大，在施工期位移傾角為正，即為俯傾角，開始蓄水之后位移傾角則出現(xiàn)由負(fù)轉(zhuǎn)正的趨勢并在運(yùn)行期逐漸穩(wěn)定下來，體現(xiàn)出蓄水以后該區(qū)域豎直方向的變形受庫水位的影響由施工期的沉降轉(zhuǎn)變?yōu)樘?/p>

TPL12點(diǎn)布設(shè)于1 960 m高程，位于f8斷層殘留區(qū)與纜機(jī)平臺(tái)交界的位置，對于該區(qū)域變形特征有較好的代表性。該點(diǎn)的水平合位移、垂直位移、總位移及位移方位角、位移傾角的歷時(shí)曲線見圖14。由此，可以看出：

(1) 從2012-11-30開始蓄水至今這段時(shí)期內(nèi)，變形的量值較施工期增長較為明顯，總位移為41.316 mm，水平合位移41.634 mm，垂直位移-7.4 mm。水平合位移略高于總位移。水平合位移略高于總位移。位移曲線走勢特征表現(xiàn)為：歷經(jīng)半年左右的震蕩波動(dòng)階段之后，才進(jìn)入較為穩(wěn)定的快速增長階段，在首次蓄水完成后變形的速率有所降低，而量值則隨著庫水位的升降變化呈現(xiàn)出波動(dòng)性增長的態(tài)勢。

(2)庫水位歷時(shí)曲線與變形曲線的波峰、波谷也能基本對應(yīng)，只是變形曲線的波峰、波谷有所滯后，同時(shí)顯示出在首次蓄水至1 880 m之后變形仍然難于收斂。其中，庫水位首次從1 700 m蓄水至1 840 m期間變形速率開始較施工期有所增加并保持穩(wěn)定增長的態(tài)勢，直至在庫水位回落至1 800 m變形量值也出現(xiàn)小幅度的回落，而當(dāng)庫水位再次蓄至1 880 m時(shí)變形量值則繼續(xù)保持快速增長直至庫水位下降變形量值有所收斂，在運(yùn)行期變形與庫水位的關(guān)系仍然保持著這種波動(dòng)性變化的規(guī)律，只是隨著時(shí)間的推移這種變形量值隨著庫水位升降而增加或回落的幅度逐漸減小但是變形并未停止。其中，垂直位移受庫水位的影響較為明顯。施工期垂向變形的波動(dòng)較為明顯其量值總體為正值(沉降)；而在蓄水以后就總體為負(fù)值(抬升)；蓄水初期垂直位移的震蕩幅值較大，并呈現(xiàn)出隨著庫水位的升降而呈現(xiàn)出峰—谷相對應(yīng)的周期性變化特征。在運(yùn)行期隨著時(shí)間的推移這種 “峰-谷”相對的特征仍然保持不變，只是震蕩的幅值較首次蓄水期有所收斂，保持在-5～0 mm的范圍內(nèi)。

(3)水平位移矢量方位除了在施工期階段有較大偏轉(zhuǎn)外，在整個(gè)蓄水過程及以后的一段時(shí)間其方位角總體變化不大(開始蓄水后一直穩(wěn)定在102°左右)，即始終保持略為偏向上游的方向。位移傾角的變化與垂直變形的規(guī)律相似，2者曲線的態(tài)勢也基本吻合：除了在施工期為俯傾角，在整個(gè)蓄水過程及以后的一段時(shí)間位移傾角轉(zhuǎn)變?yōu)檠鰞A角(開始蓄水后一直穩(wěn)定在-10°～0°范圍內(nèi))。

3.3 拱肩槽上游開挖邊坡變形區(qū)(三區(qū))

該變形區(qū)范圍內(nèi)包括的正常監(jiān)測點(diǎn)有11個(gè)。通過對該區(qū)域各監(jiān)測點(diǎn)位移數(shù)據(jù)的整理，得到了各點(diǎn)的水平合位移(見圖15)、總位移(見圖16)、位移方位角(見圖17)和位移傾角(見圖18)的歷時(shí)曲線。目前該區(qū)域的變形仍然以水平方向的位移為主，其量值主要集中在60～87 mm范圍內(nèi)并呈現(xiàn)出波動(dòng)性增長的趨勢，水平和位移的量值變化與庫水位的升降有較為明顯的相關(guān)性。通過各點(diǎn)位移數(shù)據(jù)對比可以發(fā)現(xiàn)位于煌斑巖脈X上盤的水平合位移量值均大于下盤的監(jiān)測位移。當(dāng)庫水位到達(dá)1 800 m后運(yùn)行期的變形速度仍未減慢，變形尚未收斂。該區(qū)域的位移方位角則呈現(xiàn)出趨同性，由蓄水之前的劇烈波動(dòng)轉(zhuǎn)而向104°～120°這個(gè)方位逐漸穩(wěn)定下來，并與坡體的傾向基本一致。位移傾角受庫水位的影響較為明顯，開始蓄水之后其量值一直在不斷減小，特別是高程較低的監(jiān)測點(diǎn)位移傾角逐漸趨于0°甚至轉(zhuǎn)變?yōu)闉樨?fù)值(仰角)，高程較高的測點(diǎn)得位移傾角則主要集中在10°～24°的范圍內(nèi)并有不斷減小的趨勢。體現(xiàn)出蓄水以后該區(qū)域豎直方向的變形高程較高的部位以沉降為主但速度有所降低，而靠近標(biāo)準(zhǔn)蓄水位1 880 m處的監(jiān)測點(diǎn)位移則以抬升為主。當(dāng)進(jìn)入運(yùn)行期后，坡體逐漸適應(yīng)了庫水位的波動(dòng)變化，位移傾角的變化速率逐漸減小，并趨于穩(wěn)定。

圖10 變形二區(qū)水平合位移歷時(shí)曲線Fig.10 Horizontal displacement diachronic curve in deformation area two

圖11 變形二區(qū)總位移歷時(shí)曲線Fig.11 Sum displacement diachronic curve of deformation area two

圖12 變形二區(qū)位移方位角歷時(shí)曲線Fig.12 Displacement azimuth diachronic curve of deformation area two

圖13 變形二區(qū)位移傾角歷時(shí)曲線Fig.13 Displacement inclination angle diachronic curve of deformation area two

圖14 TPL12位移歷時(shí)曲線Fig.14 Displacement diachronic curve of TPL12

圖15 變形三區(qū)水平合位移歷時(shí)曲線Fig.15 Horizontal displacement diachronic curve in deformation area three

圖16 變形三區(qū)總位移歷時(shí)曲線Fig.16 Sum displacement diachronic curve of deformation area three

圖17 變形三區(qū)位移方位角歷時(shí)曲線Fig.17 Displacement azimuth diachronic curve of deformation area three

圖19 TPL13位移歷時(shí)曲線Fig.19 Displacement diachronic curve of TPL13

TPL13點(diǎn)布設(shè)于1 946 m高程，對于該區(qū)域變形特征有較好的代表性。該點(diǎn)垂直位移、總位移及位移方位角、位移傾角隨時(shí)間的變化見圖19。由此，可以看出：

(1)從2012-11-30開始蓄水至今這段時(shí)期內(nèi)，變形的量值較施工期增長較為明顯，總位移為40.8 mm，水平合位移41.275 mm，垂直位移3.9 mm，水平合位移略低于總位移。位移曲線走勢特征表現(xiàn)為：歷經(jīng)0.5 a左右的震蕩波動(dòng)階段之后，才進(jìn)入較為穩(wěn)定的快速增長階段，在首次蓄水完成后變形的速率有所降低，而量值則隨著庫水位的升降變化呈現(xiàn)出波動(dòng)性增長的態(tài)勢。

(2)庫水位歷時(shí)曲線與變形曲線的波峰、波谷基本對應(yīng)，只是變形曲線的波峰、波谷相對庫水位歷時(shí)曲線有所滯后，同時(shí)顯示出在首次蓄水至1 880 m之后變形仍然難于收斂。開始蓄水后變形速率較施工期有所增加直至在庫水位回落至1 800 m變形量值也有小幅度的回落，在運(yùn)行期變形與庫水位的關(guān)系仍然保持著波動(dòng)性變化的規(guī)律，只是隨著時(shí)間的推移坡體逐漸適應(yīng)庫水位的升降變化以后，這種變形量值隨著庫水位波動(dòng)變化的幅度逐漸減小。垂直位移仍然呈現(xiàn)出升降波動(dòng)的特點(diǎn)。在施工期垂向變形的量值總體為正值(沉降)，并在12～20 mm的范圍內(nèi)波動(dòng)；而在蓄水之后總體仍為正值(沉降)，偶有升降波動(dòng)，波動(dòng)的范圍在10 mm以內(nèi)，變化幅度不大。蓄水之后，垂直變形的震蕩幅值明顯減小，并呈現(xiàn)出庫水位歷時(shí)曲線的波峰與變形歷時(shí)曲線的峰-谷相對應(yīng)的周期性變化特征。在運(yùn)行期隨著時(shí)間的推移這種 “峰-谷”相對的特征仍然保持不變，只是震蕩的幅值較首次蓄水期有所收斂，并保持在0～5 mm的范圍內(nèi)。

(3)位移方位角除了在施工期波動(dòng)階段有較大偏轉(zhuǎn)外，在整個(gè)蓄水過程及以后的一段時(shí)間其方位角總體波動(dòng)變化不大(開始蓄水后一直穩(wěn)定在108°～118°的范圍內(nèi))，即始終保持略為偏向上游的方向并有逐漸減小的趨勢。位移傾角的變化與垂直變形的規(guī)律相似，2者曲線的態(tài)勢也基本吻合：位移傾角的量值總體保持為正(俯傾角)，蓄水以后位移傾角開始由施工期的劇烈波動(dòng)轉(zhuǎn)而逐漸減小并進(jìn)入較為穩(wěn)定的波動(dòng)階段，目前其量值主要在11°～18°范圍內(nèi)，并有緩慢減小的趨勢。

4 變形機(jī)制與特征分析

左岸人工開挖邊坡自身的巖體組成、軟弱結(jié)構(gòu)面較為發(fā)育以及蓄水之后庫水位上升共同導(dǎo)致了它的持續(xù)變形。而通過對各區(qū)域監(jiān)測點(diǎn)變形數(shù)據(jù)的分析和研究，再結(jié)合坡體本身的巖體結(jié)構(gòu)可以分析歸納出不同變形區(qū)域的變形機(jī)制。

(1)開口線以上高位傾倒變形區(qū)普遍存在傾倒變形現(xiàn)象。從巖性組成來看，該區(qū)域有較軟的薄層狀變質(zhì)板巖以及較硬的砂巖形成互層，從巖體結(jié)構(gòu)來看陡傾的反向坡也有利于傾倒變形體的發(fā)育。高位邊坡淺表部的表生改造(卸荷)作用也是造成傾倒變形體持續(xù)變形的重要原因，特別是邊坡大規(guī)模的開挖更是加劇了它的發(fā)展。蓄水以后，下部巖體與軟弱結(jié)構(gòu)面在庫水的作用下會(huì)有一定的劣化也會(huì)導(dǎo)致傾倒變形體的持續(xù)變形。

(2)上游山梁斷層f5、f8殘留變形區(qū)的變形主要受巖體開挖卸荷作用以及f5、f8斷層所控制，變形以水平方向位移尤其是橫河向的位移為主，豎直方向的位移量較小，但在蓄水之后該區(qū)域的變形受庫水位的影響較大。通過監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析得知，開始蓄水之后由于庫水的浮托力使得該區(qū)域各點(diǎn)豎直方向的位移從下降轉(zhuǎn)而抬升，水平位移也由于庫水對坡體水平方向的壓力增加而保持不變甚至減小。在運(yùn)行期由于庫水位的升降集中在1 800～1 880 m這個(gè)范圍內(nèi)，坡體逐漸適應(yīng)了庫水位的變化使得位移和傾角的變化逐漸穩(wěn)定，并緩慢的增加。

(3)拱肩槽上游開挖邊坡變形區(qū)的變形主要受巖體開挖卸荷作用以及F42-9斷層、煌斑巖脈所控制。 變形仍以水平方向位移尤其是橫河向的位移為主，豎直方向的位移量較小?；桶邘r脈上盤監(jiān)測點(diǎn)的位移速度明顯要大于下盤監(jiān)測點(diǎn)的位移速度，說明該區(qū)域的變形主要受到煌斑巖脈的影響。并且在蓄水以后由于煌斑巖脈的劣化導(dǎo)致該區(qū)域變形持續(xù)增加，而該區(qū)域高程較低的點(diǎn)受庫水的浮托力以及水平推力影響也比較明顯。

5 結(jié) 論

對變形曲線與上游庫水位歷時(shí)曲線進(jìn)行綜合對比，得到各個(gè)變形區(qū)域由于地質(zhì)條件和高程的不同呈現(xiàn)出的不同的變形響應(yīng)特征，而監(jiān)測點(diǎn)的位移、方位角以及傾角也有著不同的獨(dú)特表現(xiàn)形式。將監(jiān)測數(shù)據(jù)與左岸邊坡自身的地質(zhì)條件相結(jié)合可以總結(jié)出各個(gè)區(qū)域的變形機(jī)制。

(1)開口線以上高位傾倒變形區(qū)。傾倒變形體的持續(xù)變形主要受巖體組成、巖體結(jié)構(gòu)、表生構(gòu)造以及蓄水共同控制。該變形區(qū)水平合位移與總位移在蓄水之后逐漸增加，雖然運(yùn)行期的位移變化速率有所降低但仍然沒有收斂的趨勢。垂直變形在蓄水之后經(jīng)過近1 a的波動(dòng)之后開始增大。位移方位角與位移傾角由蓄水之前的明顯波動(dòng)轉(zhuǎn)為蓄水之后的穩(wěn)定階段。開始蓄水后位移方位角一直穩(wěn)定在107°左右，位移傾角則一直穩(wěn)定在22°左右，位移傾角隨著垂直位移的增加有逐漸加大的趨勢。

(2)上游山梁斷層f5、f8殘留變形區(qū)。該區(qū)域的變形主要受巖體開挖卸荷作用以及f5、f8斷層所控制，蓄水之后受庫水浮托力與壓力的影響比較大。水平合位移與總位移在蓄水之后逐漸增加，雖然運(yùn)行期的位移變化速率有所降低但仍然沒有收斂的趨勢。垂直變形則由蓄水之前的沉降波動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)樘▌?dòng)，震蕩的幅值隨著時(shí)間的推移有所收斂。位移方位角由蓄水之前的明顯波動(dòng)轉(zhuǎn)為蓄水之后的穩(wěn)定階段，開始蓄水后位移方位角一直穩(wěn)定在102°左右。位移傾角則由蓄水之前的俯角轉(zhuǎn)變?yōu)樾钏蟮难鼋牵⒈３衷?5°～0°的范圍內(nèi)波動(dòng)。

(3)拱肩槽上游開挖邊坡變形區(qū)。拱肩槽上游開挖邊坡變形區(qū)的變形主要受巖體開挖卸荷作用以及F42-9斷層、煌斑巖脈所控制，煌斑巖脈的影響尤其明顯。高程較低的點(diǎn)受庫水浮托力與壓力的影響比較大。水平合位移與總位移在蓄水之后逐漸增加，并且變形以Y方向(橫河向)為主，雖然運(yùn)行期的位移變化速率有所降低但仍然沒有收斂的趨勢。垂直變形一直保持震蕩波動(dòng)的態(tài)勢，震蕩的幅值隨著時(shí)間的推移有所收斂。位移方位角由蓄水之前的明顯波動(dòng)轉(zhuǎn)為蓄水之后的穩(wěn)定階段，開始蓄水后位移方位角一直穩(wěn)定在108°～118°的范圍內(nèi)。位移傾角則由蓄水之前的劇烈波動(dòng)變?yōu)樾钏笮》炔▌?dòng)，并有逐漸減小的趨勢。

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