新荣地水电站滑坡勘察及稳定性分析
时间：2023-01-16 09:35:06 来源：柠檬阅读网 本文已影响 人 
张新兴
（广西水利电力勘测设计研究院有限责任公司，南宁 530023）
融水县新荣地电站滑坡位于副厂房东北侧，与副厂房一路（宽约7 m）之隔。受水电站工程建设活动影响，滑坡发生之前整个人工边坡长约67.0 m，开挖高度约22 m，按两级开挖，开挖坡比1∶1.2，边坡中部214 m高程设置马道（宽约3.5 m），分别于高程266.7、232.0～234.0 m 处设置了两条截水沟。边坡采用浆砌石挡墙（坡脚）+挂网喷砼（坡面）支护。马道附近设置了两个减压洞，洞口呈城门洞型，高1.8～2.0 m，宽2.1～2.2 m，进口段长4.6～5.0 m 采用混凝土衬砌，往里隧洞呈近长方形，且高度逐渐降低，采用钢拱架支护。边坡支护于2011年完成，2020年6～7 月强降雨后，边坡先后发生两次滑坡，滑坡体主要位于两减压洞之间（见图1）。为进一步查明滑坡的位置、分布范围、滑坡发生的原因，以及分析评估现状滑坡的稳定性，对滑坡采用了多种综合勘察方法。
（1）地质构造及地震效应。场区滑坡范围未见断层及大规模褶皱发育，整体呈单斜构造，根据地质测绘成果，岩层产状N65°～75°W，SW∠20°～35°，由于岩体层薄质软，岩层倾角扭曲变化较为频繁。主要发育两组“X”型节理。①J1：N60°～70°W，SW∠66°～80°，节理面起伏粗糙，微张，褐黄色渲染，充填岩屑、泥质，延伸长度一般1～5 m，节理间距0.3～0.8 m；
②J2：N35°～50°E，⊥，节理面平直粗糙，微张，褐黄色渲染，充填岩屑、泥质，延伸长度一般1～3 m，节理间距0.1～0.2 m。根据《中国地震动参数区划图》（GB 18306-2015）和《建筑抗震设计规范》（GB 50011-2010），本区地震动峰值加速度为0.05 g，反应谱特征周期为0.35 s，对应地震基本烈度为Ⅵ度。近场区及场址区无地震活动记载，工程区区域地质构造稳定性较好。
（2）地层岩性。根据地质调绘及钻孔揭露情况，滑坡区地层从上至下依次为第四系残坡积物（Qedl）、下板溪群（Pta）。①第四系残坡积物（Qdel）：为含碎石粉质黏土，褐黄色为主，层厚1.5～3.5 m；
②下板溪群（Pta）：薄层状夹中厚层状片岩夹少量变粒岩，强风化呈褐黄色、浅黄色，弱风化呈灰色、青灰色。
（3）水文地质条件。本厂区为丘陵坡地，现坡体表面植被茂密，未见明显地表水发育。由于边坡下部存在无压发电洞，大幅降低了坡内的地下水位。根据现场地质调绘结果，均未发现有地下水从边坡流出，马道附近的两个减压洞也未发现有渗水痕迹，推测坡体地下水位高程约200.0 m。
勘察采取工程地质调查与测绘、工程测量、钻探、物探等综合勘察方法。根据现场边坡的滑坡形态特征，沿滑坡滑动方向布置2 条勘探线，间距14 m，每条勘探线上布置3～4 个钻孔，钻孔间距7～15 m，共布置8 个钻孔，孔深2.0～6.0 m。由于边坡较陡，且滑坡体极不稳定，为了不扰动滑坡体，采用轻便钻机进行钻探，以查清滑坡体滑动面埋深、覆盖层厚度及岩体特征等。为查明滑面的分布深度等，共布置4条高密度测试剖面，3条沿边坡走向按不同高程布置，1条垂直于坡面走向布置。
4.1 滑坡发育特征及历史
4.1.1 滑坡形态特征
该滑坡类型属堆积层（土质）滑坡与顺层滑坡混合，具有下列形态要素及特征：
（1）滑坡体。滑坡体前缘宽约38 m，纵向（主滑向，大致为203°）长约28 m，根据钻孔情况及物探测试成果，滑体厚度为1.0 m～3.5 m，滑坡面积约1000 m2，体积约3000 m3，属小型滑坡。滑坡体地形较陡，坡度一般为30°～40°。坡面凹凸不平，滑坡后缘呈台阶状，滑坡后缘壁及后缘平台明显。组成滑体岩性为第四系滑坡堆积层（Qdel）含碎石粉质黏土及碎块石，并混杂有钢筋网、喷砼碎块等，含碎块石粉质黏土呈稍湿，松散状，含10%～40%碎石，分布不均匀，局部含量低，呈棱角状、片状，粒径以20～200 mm为主，成分为强风化片岩、变粒岩为主，土质黏性较差。整体来看马道以上及滑体东侧粉质黏土含量较高，马道以下及坡角基本以碎片状片岩为主。
（2）滑动带与滑床面。滑动带厚度0.2～0.5 m，马道以上滑面主要由含碎石粉质黏土组成，呈稍湿～湿（雨季以湿为主），松散状，土体在滑动过程中受挤压剪切破坏，排列混乱，滑动面光滑。马道以下滑面主要为层面及裂隙面，呈直线型或折线性形，滑面光滑，充填岩屑或泥质。滑床呈圆弧形～折线形，主要由残坡积物或层面充填物组成。
（3）滑坡周界。滑坡周界清晰，平面上大致呈圈椅状，周长约160 m。后缘及两侧裂缝新鲜，后缘向下滑移深约1.2 m。
（4）滑坡壁。滑坡后壁基本沿坡顶截水沟发育，总体呈直线形，壁高约1.2 m，坡度50°～75°，岩性为含碎石粉质黏土。滑坡两侧壁不明显，多呈裂缝状。
（5）滑坡裂缝。滑坡后缘及两侧裂缝很发育，主要为拉张裂缝，宽一般为5～20 cm，延伸长度一般10～30 m。
（6）滑坡前缘。滑坡前缘主要位于坡脚附近，岩性主要为弱风化片岩，原有挂网喷混凝土明显鼓胀开裂。
4.1.2 滑坡发育历史
根据调查，边坡自2011 年施工完至2020 年均未发现有明显的滑动开裂现象，2020 年6 月大暴雨后，开始滑塌且主要为266.7 m 高程附近排水沟往下滑动，形成了清晰的滑动后缘，高度约1.2 m，近直立；
2020年7月大雨过后已滑动的滑体再次滑动，于225.0 m高程附近形成了后缘陡坎，高约2.0 m（见图2）。西北侧1#减压洞上部原喷砼已明显变形开裂，下部土体出现掏空（见图3），1#减压洞附近马道外侧约0.5～1.0 m明显下挫，形成高1.5～1.8 m陡坎（见图4），滑动体下部坡脚喷砼明显鼓胀开裂（见图5），但坡脚浆砌石挡墙现状良好，未见变形、位移及开裂情况。
4.2 滑坡稳定性分析
4.2.1 定性分析
滑坡现状地形较陡，坡度为30°～40°，高差约20 m。组成滑坡体的物质为第四系滑坡堆积层（Qdel）混碎块石粉质黏土、碎块石，厚度为1.0～3.5 m，土体已受滑动扰动，结构较松散。滑体坡面有坍塌现象，两侧及后缘裂缝发育，雨季地表水易冲刷坡面并沿裂缝下渗边坡，软化边坡岩土体，易发生坍塌、滑坡等不良地质作用。该边坡高陡的地形条件、松散的滑坡堆积层和发育的不良地质作用对滑坡稳定不利。另外边坡为岩土混合边坡，岩层走向平行边坡走向，倾向坡外，为顺向坡，开挖坡度陡于岩层倾角，岩层薄，易发生顺层滑动。综合分析可以得出，该滑坡现状整体稳定性差。目前为旱季，边坡处于临界状态，雨季来临，在雨水冲刷、下渗作用下边坡滑塌范围易进一步扩大。
4.2.2 定量分析
（1）计算方法。因滑坡体以含碎石粉质黏土及碎块石为主，混杂有钢筋网、喷砼碎块整体较为松散，因此采用圆弧滑动法对滑坡的稳定性进行定量计算分析，以勘察所得滑面作为指定滑面，选取代表性剖面6-6＇计算其边坡稳定系数。对于未发生滑动边坡选取代表性剖面7-7＇，指定层面作为潜在滑面计算其边坡稳定系数。计算工况采用天然工况和暴雨工况。本区地震基本烈度为Ⅵ度，地震动峰值加速度为0.05 g，对边坡稳定性影响较小，分析不考虑地震影响。
（2）计算参数的选择。根据土工试验成果、反算法和工程类比，并结合当地建筑经验，滑坡计算时各岩土层的物理力学参数值如表1所示。
表1 边坡稳定性计算参数建议值
（3）计算结果及分析。计算结果见表2。
表2 滑坡稳定性计算结果
根据计算结果并参考《滑坡防治工程勘查规范》（GB/T 32864-2016）表7 可知，6-6＇剖面在天然工况和暴雨工况下，边坡处于不稳定状态；
7-7＇剖面在天然工况下，边坡处于稳定状态，暴雨工况边坡处于欠稳定状态。分析结果表明：滑坡体现状处于不稳定状态，滑坡后缘较陡，为土质边坡，一旦遭遇降雨极有可能引起上部土质边坡发生滑塌；
未滑动边坡虽然在正常情况下处于稳定状态，但如遇强降雨，边坡存在发生滑塌的风险。
根据滑坡体积和滑体厚度，本工程滑坡为浅层小型滑坡，根据边坡岩土结构分类属于残坡积层与顺层混合型滑坡，根据滑动方式，属于推移式滑坡。对滑坡稳定性进行分析，结果表明：该滑坡处于不稳定状态，需进行工程处理。
边坡工程处理可采用削坡减载处理方案，基岩边坡建议按岩层倾角（30°）进行放坡处理，土质边坡建议按1∶1.5 坡比进行放坡，或采用分级新建挡墙+放坡的方式，并对坡面进行防渗排水措施，于坡顶设置截水沟，并保证截水沟耐久性，定期对截水沟进行巡视清理；
也可采用加固措施，建议对滑坡面进行平整夯实，采用框格梁+锚筋桩进行边坡加固，锚筋桩末端建议进入弱风化基岩一定深度，并穿过推测潜在滑动面，同时在框格梁内种植草皮，防止雨水冲刷。对于未滑动边坡，建议补充现状边坡排水孔，并对边坡进行变形监测。
