以康家会风电场为例谈地表现象与边坡稳定关系

兰艇雁 殷义栋

(龙源(北京)风电工程设计咨询有限公司，北京 100034)

以康家会风电场为例谈地表现象与边坡稳定关系

兰艇雁 殷义栋

(龙源(北京)风电工程设计咨询有限公司，北京 100034)

对山西静乐康家会风电场地表出现的一系列错台、植物条带状分布进行了观察分析，经开挖探槽研究发现是边坡岩体风化蠕动及浅层滑坡引起的，对大型风电场的规划、设计、施工和运行有现实意义。

蠕滑体，浅层滑坡，边坡稳定

0 引言

山西康家会风电场现场地质调查中，发现规划的34号，35号，36号机位处西侧不同高程出现台阶状的地质现象和地表植物与碎裂状岩体呈带状分布的特征，有影响场地稳定的潜在滑坡体和蠕滑体存在，台阶状地质现象与内外应力作用有关，这关系到风电场山体整体稳定问题。经开挖大型探槽揭露后，发现地表地质现象是边坡卸荷蠕动和浅层滑动造成的，它是滑坡泥石流形成的内在因素，因而对场内建筑物做了相应调整，避免了由于地质原因引发的工程风险。

1 地形地貌

风电场址区为基岩低中山，因地质构造原因，34号和36号风机为两个相对独立的山包，海拔高程分别是1 971 m和2 005 m，35号风机位位于两者之间的低洼部位，(鞍部)高程1 965 m。3个机位位于圈椅状地形顶部，山底高程为1 500 m，相对高差约500 m。34号机位与35号机位距离253 m，35号机位距36号机位256 m。坡度约30°～40°。蠕滑体位于36号机位与35号机位之间的斜坡上，潜在滑坡体位于35号机位以西的坡面上，如图1所示。

2 地表现象

康家会风电场现场地质调查中，发现34号，35号，36号机位处西侧海拔高程1 965 m～1 974 m出现台阶状的地质现象，长度延续300 m～600 m，错台高差一般0.2 m～0.5 m，和地表植物与碎裂状岩体呈带状分布的特征。分别在高程1 974 m，1 961 m处出现基本连续的错台。错台在土质部位呈阶梯状，在基岩裸露部位呈缓坡状，未见裂缝，见图2，图3。

针对坡面上出现的小阶地、阶梯下裸露岩体非常破碎、阶梯下部植物不生长而上部植物呈条带状生长的地表现象， 在1 974 m和1 961 m高程地表特征明显的两个不同地貌单元位置上，垂直错台开挖长15 m、宽5 m、深5 m～6 m的探槽，直观地揭露了地表错台的成因。

2.1 蠕滑体

2.1.1 边坡形态特征

在高程1 974 m上开挖1号探槽地表，处于倾向近于南北的斜坡上，斜坡两侧与近北西向沟谷相邻，斜坡宽256 m，纵长528 m，斜坡坡度上部45°以上，中部40°左右，下部30°左右。地貌上表现为上陡，中部较缓，下部陡的特征，见图4。

2.1.2 地质结构特征

蠕滑堆积体主要由块石、含碎石粉土、碎石土组成。其中碎石成分为强风化的灰岩，棱角状，粒径3 cm～15 cm，含量约占30%～40%；泥质成分为亚砂土，含沙量较高，搓捻砂感较强；块石粒径20 cm～30 cm与碎石混杂在一起，呈骨架结构，骨架间隙被泥质、碎石物质充填。整体上结构非常松散，见图5。

2.1.3 蠕滑体成因

新构造运动形成了较大的陡坡，这些陡坡为岩体的蠕动创造了临空条件。这样就不断出现岩体的松弛现象，由于岩体的卸荷作用，导致应力场发生改变调整，引起向临空方向的变形破坏，其结果均是导致岩体的完整性、均一性变差，岩体结构变化和松弛，强度劣化[3]。

整个蠕滑区域位于宁静向斜的南东翼，布置风机的山包上岩层倾角较为平缓，岩体较为稳定，岩体倾向一般都是北西方向，倾角10°～15°左右，在高程1 974 m位置上开挖的深度5 m的1号探槽槽底不同阶面上量测的岩层产状有：

1)倾向310°，倾角8°；

2)倾向300°，倾角10°；

3)倾向320°，倾角20°(有拉动迹象)；

4)倾向290°，倾角18°。

岩体中发育两组优势构造节理：

1)节理走向100°；

2)节理走向205°形成共轭X节理，见图6。

这些地表迹象正是预示着坡体经过几万年甚至几十万年的缓慢变形由量变到质变已经进入累积性破坏阶段，一旦潜在剪切面被剪断贯通，在暴雨或地震等诱发条件下，有沿着剪切裂面约80万m3的滑坡堆积物向下滑动趋势，并牵动下部岩体沿着构造节理进一步张开。这对风电场建筑物的安全是至关重要的。

2.2 滑坡体

2.2.1 滑坡形态特征

由2号探槽开挖揭露的滑坡体是一古滑坡体，地表错台现象表明，该滑坡体现在发生过多次次级变形破坏，滑坡在一定的工况或地震暴雨环境下有进一步滑动的可能。滑坡在平面上呈“圈椅”状，见图7。

“圈椅”状地形两侧基岩裸露，地形陡峻，坡度大于56°，与滑坡体界限明显，基岩风化迹象明显，坡面上及顶部地表不同高程，多见曾被拉开又被后期土石充填的裂缝台阶，见图8。

2.2.2 滑坡体物质结构特征

经开挖证实，与地表台阶对应的下部，有宽3 m～5 m的拉开裂缝，裂缝中充填黄色、黑色砾石土。土的组成约占60%，碎石占40%，碎石呈菱角状，大小不一。充填厚度为6 m，见图9。

2号探槽开挖到距地表6 m深时，见到滑坡的底界面，界面下部是黄色泥灰岩，其上是厚约30 cm的滑坡错动带，是由黄色泥灰岩风化构成的软弱滑移面，内含1 cm～2 cm的角砾，向滑动方向定向排列。岩面上有清晰的顺坡檫痕，其上部由两组节理组成的X节理，其中一组节理与坡面小角度相交。其探槽两侧岩土杂乱无章，见图10。

2.2.3 滑坡与地表错台关系分析

由于坡面上有一组走向近乎与坡面平行，平行坡面的陡倾裂隙被拉开，出现了滑移面与陡倾拉裂面交替的阶状裂缝，只不过滑体厚度为6 m的浅层滑坡，所以后缘的陡坎高差只有0.5 m左右。由于滑坡运动过程中，受下部黄色泥质灰岩软弱面的控制，倾角只有16°，近于软弱面的残余摩擦角，这种蠕动滑移是间歇性的。拉开的裂缝被坡积土充填。由于裂缝数量和裂缝深度不断增加，滑体上的岩体呈松散架空结构，加速地表水的渗透。地表不能保水，植物不能生长，导致坡体不同部位有不同滑动速率，造成下部岩体破碎程度上的差异，导致地表植被呈条带状分布。

3 结语

无论是蠕变体还是浅层滑坡体，其成因与地形地貌、地质构造、岩体风化、边坡卸荷和大气降水、地下水等地质环境有关。特别是由于这类变形体或滑体有一系列与滑面直接相通的拉裂缝，对降水十分敏感。不仅滑移面的强度因遇水而降低，而且由于裂隙瞬间充水渗透压力增加而促进变形发展，在经过长期累积变形后，能量积累到能够下滑的状态，滑移开始时，在地表会表现出一定的迹象，地表植物条带状消失和不同高程出现连续的错台现象就是边坡失稳的证据。如果将道路、风机基础、线路塔基建在上述不良地质体上，风险是显而易见的。

[1] 马丽芳.中国地质图集[M].北京:地质出版社，2002：133-140.

[2] 兰艇雁，郝常安.继阳山风电场地质构造对地基稳定的影响[J].风能，2013，17(3):68-72.

[3] 唐献良.小湾水电站坝基岩体质量动态评价研究[J].工程地质学报，2013，21(3)：371.

[4] 张倬元，王世天，王兰生，等.工程地质分析原理[M].北京：地质出版社，2009：278.

[5] 殷跃平.斜倾厚层山体滑坡视向滑动机制研究——以重庆武隆鸡尾山为例[J].岩石力学与工程学报，2010，29(2)：217-226.

[6] 黄润秋.中国西部地区典型岩质滑坡机理研究[J].第四纪研究，2003，23(6)：641-646.

A study on the relationship between surface geological phenomena and slope stability taking Kangjiahui wind farm project as an example

Lan Tingyan Yin Yidong

(Longyuan(Beijing)WindPowerEngineeringDesignConsultancyCo.,Ltd,Beijing100034,China)

A series of staggered platforms and plants showing stripped distributions were observed and analyzed on the surface of Kangjiahui wind farm in Jingle, Shanxi. The trench excavation showed that the stripped distribution results from the weathering creep of slope rocks and shallow landslide, which has realistic meaning to the planning, design, construction and operation of this large wind farm.

creep body, shallow landslide, slope stability

1009-6825(2015)28-0062-02

2015-07-24

兰艇雁(1955- )，男，高级工程师； 殷义栋(1990- )，男，硕士

TU413.62

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