某水电站滑坡形成机制及稳定性分析

张青宇，郑爱国，唐世明

（成都勘测设计研究院有限公司，成都 610072）

某水电站滑坡形成机制及稳定性分析

张青宇，郑爱国，唐世明

（成都勘测设计研究院有限公司，成都 610072）

该水电站滑坡变形主要表现在滑坡的前、后缘及其两侧，目前该滑坡已处于不稳定状态，因此对该滑坡的形成机制及稳定性进行分析就尤为重要。该滑坡的形成机制为蠕滑—拉裂式，稳定性的地质分析和定量计算都表明：该滑坡天然状态下处于稳定状态，持续降雨状态下处于不稳定状态。

滑坡；形成机制；稳定性；水电站

DO I：10.3969/j.issn.1006-0995.2014.01.024

滑坡是常见的地质灾害之一，常常表现为摧毁房屋、中断交通、阻碍河流、破坏各种地下管线等方式，对人民的生命和财产安全造成极大的伤害[1-3]。特别是在我国西南地区，其独特的地形地貌、地层岩性、气象水文等条件，都是孕育滑坡的温床，造成的损失也是巨大的。水电资源的开发利用的同时，也为滑坡的形成提供了便利条件。

1 滑坡特征

1.1 滑坡基本特征

该滑坡位于某水电站5#洞施工支洞口左侧山脊下游侧、新迁营地与钢筋加工场正后方，边坡产状为N80 ° ~85 °E/SE∠30°~40°（图1）。

滑坡平面上呈扇形，横向平均宽约190m，纵向平均长约70m，平均厚度约3m，体积约4.0×104m3。滑坡后缘高程2 447m，前缘高程2 397m，相对高差50m（图2），属于土质滑坡。

图1 滑坡全貌

图2 滑坡地质剖面图

该滑坡物质组成为崩坡积碎石土，浅黄色，结构松散，局部有块石并伴有架空现象，块石粒径在20~50cm之间。

1.2 滑坡变形特征

2012年9月下旬至10月中旬持续二十多天的降雨，诱发了该滑坡的发生。坡体所有部位均有不同程度的变形。

滑坡后缘发生明显的弧形裂缝，并伴有下错现象，下错距离1~2.5m，裂缝张开呈“V”字型，张开10~50cm（图3）。滑坡前缘的简易挡墙已经完全破坏，坡体有垮塌现象，坡体上的树木发生倾斜（图4）。滑坡两侧均有裂隙发育，并伴有下错与张开现象（图5、图6）。

图3 滑坡后缘

图4 滑坡前缘

图5 滑坡外侧边界

图6 滑坡内侧边界

2 滑坡形成机制

该滑坡的形成机制为蠕滑—拉裂式[4]。由于人工切脚，坡体内部形成一个潜在的滑移面，并沿着此面发生蠕滑变形。随着蠕滑变形的持续增加，坡体开始发育拉裂缝。在雨季期间，雨水不断的渗入土体，既增加了坡体重量，又促进了蠕滑变形的发展，削弱潜在滑移面的抗剪强度，最终导致潜在滑移面被剪断而发生滑坡。因此，该滑坡的形成与特定的地形条件、物质组成、持续的降雨及人为工程活动有关。

2.1 地形条件

该滑坡位于独立的山脊下侧，滑坡部位位置较低，呈凹形，有利于雨水的汇集与渗透。再由于施工单位在坡脚修建了简易挡墙，但没有设置排水孔，地下水不能及时排出，造成坡体组成物质达到过饱和状态。

2.2 物质结构

该坡体组成物质为崩坡积碎石土，物质结构松散，局部伴有架空现象。这有利于雨水透过地表，形成地下水。同时也为地下水向下流动提供了便利条件，易于滑坡的发生。

2.3 水的作用

长期的降雨使雨水渗入地下的水量大为增加，一方面使岩土体由于吸水而导致其自身重量增加，另一方面又使岩土体的抗剪强度降低，从而诱发坡体沿着潜在的滑移面发生蠕滑，孕育了滑面的产生。

2.4 人为工程活动

施工单位为了修建临时宿舍与钢筋加工厂，对坡体进行了切脚，破坏了原岩土体的力学平衡，使坡体朝着不利的方向发展，这也是加快滑坡形成一个重要因素。

表1 岩土体物理力学指标

3 稳定性分析

3.1 地质分析

从坡体裂缝的发生、发展来看，该滑坡已经处于不稳定阶段，其滑动速度与降雨有很大的关系。由于坡体的裂缝至今仍处于相继发展阶段，变形会进一步加剧，尤其在持续降雨后，滑坡整体稳定性将大幅度降低。

3.2 量化评价

在工程地质类比与反分析的基础上，结合已有的现场岩土体物理力学性质试验结果，确定物理力学指标见表1。

计算剖面如图2所示，选用天然状态下与持续降雨状态下两种工况下进行计算，计算结果见表2。

由计算结果可知：①天然状态下，滑坡处于稳定状态。②在持续降雨状态下，滑坡处于不稳定状态，由此表明，降水对滑坡稳定性的影响较大。

表2 稳定性计算表

4 结论与建议

该滑坡为土质滑坡，其形成机制为蠕滑—拉裂式。稳定性地质分析及计算结果表明：滑坡在天然状态下处于稳定状态；在持续降雨状态下，滑坡处于不稳定状态。

鉴于滑坡对水电站施工建设及施工人员安全影响较大，建议采取如下措施：

1）加强滑坡监测，及时了解滑坡动态，为下一步采取措施提供科学的依据。

2）建立应急预案，防止滑坡失稳造成人员伤亡，确保施工建设的顺利进行。

3）加强截、排水以及必要的相关支护措施。

[1] 李秀珍，孔纪名，邓红艳，等．“5.12”汶川地震滑坡特征及失稳破坏模式分析[J]．四川大学学报（工程科学版），2009，5(3)．

[2] 吴亚子，傅荣华，王健，等．大渡河松坪滑坡形成机制及稳定性分析[J]．水土保持研究，.2011,4(2)．

[3] 王猛，石豫川，唐兴军．某库岸滑坡的成因机制及稳定性[J]．水土保持研究，.2011，4([2]．

[4] 张倬元，王士天，王兰生，等．工程地质学分析原理[M]．北京: 地质出版社，1994：321~322．

Genetic M echanism and Stability for Landslide of a Hydropower Station

ZHANG Qing-yu ZHENG Ai-guo TANG Shi-ming
(Chengdu Hydroelectric Investigation & Design Institute Co. Ltd ,Chengdu 610072)

Study of landslide of a hydropower station indicates that it has been in an unstable state. Therefore, an analysis of its genetic mechanism and stability is of importance. The study indicates that the landslide is a creep-pull-apart one w ith unstable state related to persistent raining.

landslide; genetic mechanism; stability; hydropower station

P642.22

A

1006-0995（2014）01-0101-03

2013-01-22

张青宇（1982~），男，吉林人，硕士，助理工程师，从事水电站工程地质勘测工作