水库施工期间坝前滑坡稳定性探索

曾凯

摘 要：为深入了解水库建设施工期间坝前滑坡的状况，文中以J库区滑坡为研究实例，借助对GPS技术的合理运用，有效地监测了库岸滑坡表面位移状况与变形状况，有效地监测了水库施工期间滑坡演变的整个过程。

关键词：水库施工期间；坝前滑坡；稳定性；探索

伴随水利工程项目的施工建设，国内水库建设数量明显增加，而建设期间的库岸滑坡也逐渐发展成危害程度最大且最为常见的地质灾害。特别是坝前滑坡，因与主坝的距离不远，如果出现失稳的情况，必然会带来不可估量的后果。根据相关资料数据统计可以发现，导致边坡失稳的主要原因就是降雨的渗入。近年来，水利工程项目建设过程中，很多库岸边坡失稳的情况也通常在雨季发生。由此可见，深入研究并分析水库施工期间坝前滑坡稳定性具有一定的现实意义。

1 水库施工期间坝前滑坡工程项目地质状况研究

J水库工程的库区面积为920平方千米，属于河谷型的数据，山势十分挺拔且沟壑纵横。其中，此工程中的滑坡平面平均宽度是400米，以长舌形表现出来，分布的高程在2095-2360米范围内，上部分主要是大块石，而中部则是块石与土体混杂，下部则以黄土类土壤为主。在滑体基座面表面覆盖松散的基层，而厚度在30-73米之间，坡度的局部相对陡峭，处于30-40°之间，且地下水的含水层厚度是10-35米之间，实际埋深在1-15米之间[1]。

2 水库施工期间坝前滑坡的监测

在J水库施工建设期间，水利枢纽企业对GPS进行了合理运用，长期监测了此滑坡的位移状况。根据滑坡工程项目的地质条件，确定在滑坡体之上设置19个监测点。要想确保获取数据信息的准确性与及时性，选择使用了型号为北极星9600的GPS实施长期性同样实时性的监测。

3 影响水库施工期间滑坡失稳的常见因素

根据对J水库施工期间滑坡失稳情况的研究可以发现，滑体中部是最主要的滑动区域，而在变形的过程中，首先是慢速变形，随后是快速变形破坏，最后的表现就是变形失稳。由此可见，水库施工建设期间，坝前滑坡变形属于蠕变破坏的过程，受到外界条件的影响，使得坝前滑坡失稳程度不断加剧。在J水库工程项目中，滑体的中后部监测点的位移是最大的，而后部监测点的位置偏小，前缘监测点的位移是最小的。总结发现在J水库施工期间，滑体变形与破坏的表现就是中后部位推前缘部分发生滑动。

3.1 围堰建成之前的影响因素

在水库围堰建成之前，水库的水位变化并不明显，所以可以将库水位变化影响库岸边坡稳定性的程度忽略处理。另外，此库区在7-9月份期间的降雨量相对较大，而且月降雨量都超过100毫米，坝前滑坡监测点位移有所增加。在1-6月份期间，库区的降雨量不大，而且月降雨量都不超过50毫米[2]。其中，坝前滑坡监测点位移表现主要为慢速变形的状态，每天水平位移的变化速率是0.11毫米。在这种情况下，施工围堰在建成之前，滑体变形破坏的形式主要是蠕变破坏。

3.2 围堰建成之后的影响因素

在J水库围堰建成以后，水库的水位明显提高，且回水的高度是2118米，而滑坡段的水位提高了23米。与此同时，滑体的位移也随之增加，受水库水的影响，滑坡则处于极限稳定的状态。但是，滑体的变形幅度显著增加，特别是滑体的中部出现了明显的变形情况。由此可见，在围堰施工建设完成以后，水库水位的上升会使得坝前的滑坡出现严重变形失稳问题。

4 水库施工期间坝前滑坡失稳主要机理研究

4.1 降雨因素

由降雨因素所引发的滑坡问题，集中表现为降雨导致岩土体静水压力、浮托力和动水压力作用改变。在这种情况，可以積极构建降水所引发的滑力学模型。

一方面，在坡体表层岩体重力作用之下，会导致后缘形成拉应力。在满足亦或是超过岩体抗拉强度的情况下，后缘就会形成拉裂缝，并在降水深入的基础上，在坡体内部形成静水压力。而受到后缘坡体拉应力与后缘裂缝静水压力的作用与影响，使得裂缝的深度与剪切面一致，在静水压力处于最大状态下，就会使得滑动的剪切面形成[3]。

另一方面，降水会沿着拉裂缝向坡体内部渗入，并达到剪切面贯通的目标。在这种情况下，滑体力学机制就会随之改变，可以通过表1表现出来：

在此基础上，综合考虑J水库勘察资料信息了解到，拉张裂缝一般在高程超过2270米的滑坡位置分布，通常分布于滑坡的主平台与上部滑坡壁的周边。其中，长度控制在20-35米之间，宽度在0.2-0.4米之间，深度在0.2-0.4米之间。而剪切裂缝的高程范围在2240-2310米之间，长度在20-60米之间，而且后缘离缝并没有达到剪切面。

根据以上研究可以发现，因降雨所诱发的滑坡力学机制就是水库7-9月份的降雨量过大，且降雨很容易在短时间内导致滑体内部地下水位发生显著改变。但受降水所引发的浮托影响，增加了扬压力，而有效应力下降，使得岩土体的抗剪强度减少，最终致使稳定性的系数下降，致使滑坡稳定性丧失。

4.2 水库水位上升因素

因J水库滑坡滑动面是圆弧形，借助静力平衡计算的方法，对水库水位孔隙水压力影响边坡稳定性的力学程度进行分析。在围堰施工建设完成以后，水库水位明显提高，而滑体浸水的部分一般分布于抗滑段之上。由于抗滑段抗滑力降低而影响边坡抗滑力程度超过下滑力降低而影响边坡下滑力程度，所以下滑力超过抗滑力。

结束语

综上所述，为确保水库施工期间坝前滑坡问题得到有效地治理，就必须要明确降雨与滑体变形的滞后期与具体时间，在坚实施工围堰过程中，要合理采取必要的治理措施，只有这样，才能够实现水库工程项目的顺利建设。

参考文献

[1] 宋丹青，梁收运，王志强.水库施工期间坝前滑坡稳定性研究[J].水利水电技术，2016（10）：109-114.

[2] 原先凡，胡帅，杨威，等.基于时空演化规律的某水库边坡稳定性及其变形特征分析[J].重庆交通大学学报（自然科学版），2017（3）：71-78.