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四川省木里河俄公堡水电站左岸滑坡剖析

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中图分类号: TV 文献标识码: A

1 前言

俄公堡水电站位于四川省木里县东孜乡和沙湾乡境内木里河上,是木里河梯级开发方案规划中的第四个梯级电站,其上游梯级为正在修建的沙湾水电站,下游梯级为待建的固增水电站。取水枢纽位于沙湾电站厂房下游约2.5km处,于木里河左岸取水后经长约14.8km的引水隧洞至小沟河口厂址区。取水枢纽距下游木里县城约150km。

该电站为低闸坝引水式开发。设计正常高水位为2314.6m,闸前壅水高6.6~7.6m,总库容为67.4×104m3,与上游沙湾梯级衔接。引用流量163.8m3/s,利用最大落差103.6m,电站装机120MW。

2 滑坡概况

牙渣滑坡位于俄公堡水电站坝址上游约1km处,分布高程2310~2825m,平面上呈“芭蕉扇”形。滑坡长约1000m,宽330~600m,铅直厚约30~45m,主滑方向为S76οW,体积约920×104m3。该滑坡两侧缘已形成冲沟,侧缘出露基岩主要为三叠系中统马索山组(T2m)板岩夹薄层灰岩,岩层产状N45°W/SW∠65°,倾下游偏坡外;前缘地形平缓,台阶状,坡脚高程2310~2316m,坡度10~25ο;中部地形呈阶梯状,坡度30~35ο,坡面发育一条纵向宽缓小冲沟;后缘地形稍缓,局部为平台,坡度10~30ο。后缘基岩陡壁高150~200m,为石英砂岩夹薄层板岩,岩层产状N80°W/SW∠78°,倾下游偏坡外。

3 滑坡物理特性

勘探揭示,滑坡体物质组成为地滑堆积孤块碎石土,孤块碎石成分主要为板岩、砂岩及少量灰岩,结构较密实,部分具弱胶结现象。滑坡滑动带分别位于高程2413.1m(牙滑ZK1)和高程2288.9m(牙滑ZK2),滑动带厚4~4.6m,为灰黑、灰白色块碎砾土,碎砾成分主要为板岩、砂岩及少量灰岩,并混有少许白色方解石颗粒,块石上见小擦痕、镜面,粒径1~4cm不等,个别达12cm,有一定的磨圆度,含量约占60~70%。土为灰黑色壤土,含较多的碎屑,糜棱状,含量约占30~40%。

3 滑坡形成机制及稳定性评价

3.1 形成机制

该滑坡成因主要是其普断裂(⑤)从滑坡中下部通过,该断裂为中更新世活动断裂。断裂破碎带宽约80~100m。断裂北西端起于麦日牧场以北的分水岭,向南东经麦日牧场、其普,牙渣附近切过木里河,总长约32km。断裂距俄公堡水电站坝址和厂址的最近距离分别为1km和12km。滑坡前缘长期被木里河水冲刷掏蚀临空,导致上覆土层沿基覆界面及断裂破碎带形成滑面滑动。

3.2 稳定性分析

根据地表测绘和勘探揭示,该滑坡顺坡地形较缓,下伏基岩卧坡角24~32ο,前缘坡脚为漫滩,呈台阶状,漫滩主要为漂块卵石夹砂组成,厚7~8m。前缘底界已低于河床16~36m,伸入河床中下部,且河床以下已被右岸坚硬凝灰岩阻挡,无临空面。水库蓄水后坡脚淹没高度仅3~5m。据调查:坡上数十户居民房屋及地表未发现拉裂、变形等失稳现象,滑坡体整体稳定。

滑坡计算中考虑滑坡前缘受阻,现代河床以下滑动面已不是最危险滑面,故以现代河床以上分析的1#、2#、3#三个最危险潜在滑动面作为计算滑面。由于1#潜在滑动面主滑段剪出口一小段位于滑体中,因此计算中采用滑带土指标;2#、3#潜在滑动面未见滑动面或滑动带,则采用滑体土指标。滑体及滑带土力学指标采用滑坡反演稳定性分析计算并结合工程类比综合取值。滑体及滑带土物理力学参数取值见表3-1。

表3-1滑体和滑带土物理力学参数取值表

类别 天然密度 干 密 度 饱和密度 抗 剪 强 度

ρ(g/cm3) ρd(g/cm3) ρsat(g/cm3) 凝聚力C

(kPa) 摩擦角φ

(°)

滑体 孤块碎石土 1.91 1.88 2.21 0 34

滑带 块碎砾土 0 32

本次采用牙滑Ⅰ主滑剖面(见图3-1)分别对1#、2#及3#计算滑面进行了不同工况组合下的稳定性敏感计算,计算结果见表3-2。

图3-1牙渣滑坡稳定分析示意图(牙滑Ⅰ)

表3-2滑坡体稳定性系数计算成果表

稳定系数

天然状态 天然+Ⅶ度地震

φ=28ο 30ο 32ο 34ο 36ο 28ο 30ο 32ο 34ο 36ο

1#计算面 1.09 1.18 1.27 1.38 1.48 1.03 1.12 1.21 1.31 1.41

2#计算面 1.32 1.43 1.55 1.67 1.80 1.25 1.35 1.46 1.58 1.70

3#计算面 0.95 1.04 1.12 1.21 1.30 0.91 0.99 1.07 1.16 1.25

通过以上计算表明,该滑坡体当滑带和滑体土φ值大于30ο时, 1#、2#、3#滑面在“天然状态”及“天然状态+Ⅶ度地震作用”下均处于稳定状态,这与滑坡目前整体处于稳定状态的实际情况吻合。由于该滑坡前缘蓄水不高(仅3~5m),与常年洪水位相当,且前缘地形平缓,潜在滑动面剪出口高于正常高水位,水库修建对其天然状态无改变,因此该滑坡不会影响下游大坝的安全运行。

4 结语

对待工程滑坡问题,首先是预防,预防包括两个方面:一是避开滑坡;二是采取预防措施。如适当增加排水工程,在坡脚设抗滑桩或挡土墙等预加固工程,再开挖土体,均可有效防止工程滑坡的发生和发展。

若滑坡已产生,在治理滑坡的施工过程中,要确定科学的处理方案,采取正确适当的施工顺序,将会达到事半功倍效果。