深溪沟水电站蓄水后近坝库岸稳定性分析

白留星，许继刚

(1.国电大渡河新能源投资有限公司，四川成都 610041;2.国电大渡河深溪沟水电有限公司，四川汉源 625300)

1 工程概况

深溪沟水电站地处四川省大渡河金乌大峡谷内，河谷深切，坝址区基岩裸露，覆盖层集中分布于库尾段。库区基岩岸坡主要由灯影组灰白色厚层状白云岩、白云质灰岩组成，岩石较坚硬、完整;基岩谷坡变形破坏形式以岩体卸荷拉裂、局部小型崩塌、坠落以及小型危岩体为主，除坝前右岸黄草坪座落体外，未发现大的滑坡、崩塌分布。黄草坪座落体位于坝址上游约800 m处的大渡河右岸，该段枯水期河水位高程621 m;座落体谷坡总体走向为NNE向，其上、下游侧和内部分别为三条小冲沟切割，沟内有暂时性流水。座落体后缘、侧缘正常谷坡地形呈完整陡壁，坡度60°～70°，内部地形相对较缓，一般坡度为35°～45°，后缘高程830 m，前缘进入大渡河，形态似圈椅形。该座落体顺河平面长550 m，横河平面宽250 m，水平发育深度90～124 m，体积约为500万m3。

2 库岸岩体边坡稳定性分析

2.1 卸荷拉裂岩体

深溪沟水电站库区岸坡卸荷拉裂岩体分布较普遍，但一般规模小，体积多在几十～几千m3。其中规模较大的为左岸雪区1#公路隧洞卸荷拉裂岩体，距坝址超过3 km。该拉裂岩体顺河长约175 m，张裂缝产状 N30°～40°E/SE∠60°～70°，倾向河床，缝宽5～50 cm不等，上宽下窄，水平深度10～30 m。虽然其顶部及两侧缘因地形切割临空，但岩层缓倾坡内，倾角为5°～10°，未 形 成前缘贯穿性滑移剪切面(带)，也无滑移错动迹象，拉裂岩体层序同正常岩序一致。据此分析，该卸荷拉裂岩体天然条件下处于整体稳定状态，水库蓄水后仅淹没其下部，故前缘不具剪出条件，不会对其有较大影响。另外，在2008年“5.12”汶川特大地震后，未见其有失稳变形现象。可以判定:该卸荷拉裂体处于基本稳定状态。

2.2 危岩体

库区岩体结构类型以厚层状结构为主，岩层层面产状平缓，节理裂隙以层面裂隙为主，连续性好，延伸较长，间距一般为1～5 m不等，个别具挤压破碎特性;其次，为具共轭关系的“X”型剪切节理组，表现为陡倾、切层特点，以上两组裂隙在河谷两岸，一组表现为顺坡陡倾，卸荷拉裂，延伸较长，一般为3～10 m，个别延伸＞10 m，另一组则与岸坡交角较大，延伸不长。上述两陡一缓节理裂隙在组合高陡边坡中易形成“倒三角型”危岩体，其变形破坏形式以崩塌、坠落为主，规模较小，体积一般为几立方米至几十立方米不等。总体看，库区内岸坡变形破坏体的危害不严重，规模以小型为主，水库蓄水后既使出现失稳，也不会对工程造成较大影响。

3 黄草坪座落体稳定性分析

在工程勘察阶段，通过布置平硐和钻探孔对座落体的边界条件及性状进行勘探，共布设平硐523 m/4个，钻探孔478.41 m/6个，通过相关检测和试验并根据座落体变形破坏特征，将其分为Ⅰ区和Ⅱ区。

Ⅰ区:座落体上游侧部分地形坡度变化小，岸坡上未见阶地堆积物;浅表主要为崩坡积带，往里为座落体破碎岩体;地表水系不发育。坡体下部表层堆积物散乱，座落体岩带内岩体完整性差，变形明显强于Ⅱ区。

Ⅱ区:位于座落体下游侧，地形坡度变化较大，地表冲沟较发育，坡体中部有一级陡坎;岸坡前沿可见Ⅱ级阶地的堆积物;座落岩带内岩体相对较完整，但地层产状与该区段外的正常地层产状有显著差异，该带岩体结构松弛，但未见结构解体现象。

图1 黄草坪座落体平面图

图2 黄草坪座落体横Ⅰ－Ⅰ、Ⅱ－Ⅱ剖面计算滑面示意图

3.1 稳定性计算

(1)整体稳定性。

坡体的稳定性计算选择在座落体横Ⅰ－Ⅰ和横Ⅱ－Ⅱ两个剖面分别进行，其平面位置图和剖面图分别见图1、2。蓄水后对座落体稳定产生的不利作用主要是水下部分的浮容重降低了座落体的自重，导致坡体稳定性的改变。稳定性分析主要按以下工况考虑:

①基本组合(天然状况);

②特殊组合1(天然状况+特大暴雨)，但排水通畅;

③特殊组合2(天然状况+地震)。

其中，考虑到座落体滑动破坏的剪出口位于河床覆盖层下部，在计算中考虑其对座落体的前缘起到了有利的压脚作用。

稳定性计算参数见表1。采用刚体极限平衡法中的Bishop法和不平衡推力法分别对横Ⅰ－Ⅰ、横Ⅱ－Ⅱ剖面的计算滑面在各种工况条件下的稳定性进行了计算，成果见表2。

表1 稳定性计算参数表(蓄水后)

表2 水库蓄水后黄草坪座落体稳定性计算成果表

计算结果表明:蓄水后黄草坪座落体Ⅰ区和Ⅱ区仍处于稳定状态，横Ⅱ－Ⅱ剖面滑面稳定系数小于横Ⅰ－Ⅰ计算滑面。

(2)局部稳定性。

Ⅱ区座落带内岩体相对较完整，无顺坡控制性软弱结构面发育，岩层反倾坡内，保持正常岩序，坡体表浅部也未发现变形现象，蓄水后，仅淹没其前缘部分，无控制性软弱结构面构成滑带，加之座落带岩体透水性好，有利于地下水消散，对其稳定性影响较小。Ⅰ区座落带内岩体较破碎，地层层序相对散乱，具架空特点，座落带内岩体相对Ⅱ区完整性差，故选择座落体Ⅰ区代表剖面横Ⅰ－Ⅰ进行稳定性计算，并将其作为评价座落体局部稳定性的依据。局部稳定性采用随机搜索稳定性系数最小的滑动面，同样按上述三种工况考虑，计算滑面在各种工况条件下的稳定性，计算成果见表3。

表3 黄草坪座落体局部稳定性计算成果表

3.2 安全监测分析

黄草坪座落体位移监测主要采用活动式测斜仪和光纤位移设备进行位移变形监测，共设位移观测孔3个，VE1、VE2和VE3测斜观测孔深度分别为85 m、80 m和53 m，穿过滑动面进入稳定基岩。其中VE2观测孔因导管脱节错位，活动式测斜仪无法采集相关数据，后改为光纤监测位移。

从2007年12月开始对座落体进行变形监测以来，VE1位移观测孔14.5 m处的滑动面最大累计合成位移达到44.11 mm，位移量持续增大的现象出现在2008年1月至4月。2008年5月至现在的监测成果显示，该处的滑动面最大累计合成位移一直在40 mm左右波动。“5.12”汶川特大地震期间，VE1位移观测孔位移未出现明显增长和突变现象。目前监测的数据显示:VE1位移观测孔最大合成累计位移为38.53 mm，未出现继续增大的趋势，其它点位移变化较小。

VE2孔自观测之日起至今，最大累计位移为1.256 mm，位移变化较小。

VE3观测孔在距孔口46.5 m左右出现最大累计位移，最大累计位移为2008年1月14日测得的4.46 mm，无继续增大趋势。其它点累计位移均较小。

上述监测数据来自于2007年12月变形监测以来至2010年7月间进行的全部监测资料，中间经历了“5.12”汶川特大地震以及2010年6月电站的初期蓄水。从监测数据看，除个别点累计位移较大外，一般累计位移均较小，其中滑动面位移最大的VE1孔14.5 m处的累计合成位移也一直在40 mm左右少量波动，趋于收敛;其它孔各点位移变化均较小，在允许范围内，且在2008年“5.12”汶川地震和2010年6月电站蓄水期间未出现明显的位移增加或突变。综上所述，可以判定黄草坪座落体目前处于稳定状态。

4 结语

在水库蓄水过程中，库区岸坡岩体地下水位会迅速抬高，水文地质条件较天然情况也会有很大变化。笔者通过对深溪沟水电站蓄水后近坝库区内存在的不稳定岩体、滑坡体的稳定性定性及定量分析，结合安全监测成果，得出了蓄水后近坝库岸的稳定性评价意见。结果表明，深溪沟水电站在蓄水后，近坝库岸岩体及黄草坪座落体仍处于稳定状态，不会影响水库的运行安全，但应继续加强对黄草坪座落体的安全监测工作，及时掌握其变形趋势和特征。