溪洛渡电站对外交通何家坪滑坡成因及发展趋势

2020-07-08关容章王怡卓

科学技术创新 2020年15期

伍勇关容章王怡卓

（中国长江电力股份有限公司溪洛渡水力发电厂，云南永善657300）

1 概述

高边坡是山区公路面临的一项处理重难点，其数量多且稳定性较差，在公路修建中耗费资金巨大，而且在暴雨、地震等情况下易发生滑动，造成公路中断，威胁过往人员的安全。目前，关于边坡治理和监测的研究有很多，李宁[1]等采用数值仿真方法反演边坡施工过程中的各种支护措施对边坡稳定性的影响；李毅[2]等采用斋藤预报模型准确预报了云南李仙江龙马水电站溢洪道的边坡失稳，确保了人员和设备安全；任大春[3]等针对三峡船闸高边坡裂隙岩体的渗流进行了监测分析；刘艳辉[4]等对龙滩水电站左岸蠕变体边坡位移监测资料进行了综合分析。杜太亮[5]、贾明涛[6]、何习平[7]、黄铭[8]等都进行过边坡变形预测方法的研究。2018 年8 月3 日，受强降雨影响，溪洛渡电厂辅助公路新市镇何家坪村一组何家坪滑坡产生了滑动变形，造成辅助公路断道，30m 挡土墙受损。本文针对该滑坡进行了一系列的分析工作，为滑坡后期治理和公路交通的恢复提供了参考。

2 地质环境条件

2.1 气象水文。该区地势高差悬殊，气候垂直变化显著。河谷干热、高山阴冷潮湿，属典型亚热带气候区。多年平均气温为12.0℃～19.7℃，极端最高气温34℃～41℃，出现在6～8 月，极端最低气温0.3℃，出现在12～1 月，无霜冻现象。多年平均降水量586.3～851.2mm，主要集中在雨季4～10 月，多年平均年蒸发量2139.0mm，多年平均相对湿度67%，平均风速3.0m/s。该区暴雨多集中在6、7、8 月，最大日降雨量可达100mm。该区金沙江总体流向自南西向北东，江面宽100～200m，天然落差220m，平均坡降1‰，洪枯水位变幅10～25m。

2.2 地形地貌。滑坡区内位于中山地貌类型区。滑坡后部为基岩陡壁，高度为20m～30m。陡壁顶部为缓坡台地(何家坪)，平均地形坡度为20°，主要分布耕地、聚居点。该滑坡区内平均地形坡度为40°，高差70m，斜坡剖面形态呈“凸”形。其中，滑坡区内平均地形坡度为25°～30°；滑坡前缘分布陡坎，高度为2m～20m。滑坡前部为公路，公路宽度为7m。公路外侧为陡坡，坡度为25°，高度为28m，坡脚即为金沙江。

3 滑坡灾害基本特征

何家坪村滑坡为崩塌堆积体受强降雨、地下水入渗而诱发的滑坡灾害点。该滑坡前缘位于公路内侧，高程为395m。滑坡后缘位于崩塌堆积体顶部与基岩陡壁交界处，高程为465m。滑坡高差为70m，纵向长度为72m；滑坡北侧边界位于挡墙北侧沟槽一带。南侧位于牛棚南侧一带。南北向宽度为140m；该滑坡平面形态呈“半圆形”，平面面积为0.78×104m2。该滑坡平均厚度为8m，滑坡体积为6.24×104m2，属浅层小型堆积层滑坡灾害。该滑坡主滑方向为67°，属反向斜坡结构。该滑坡全貌如图1。

图1 何家坪村滑坡全貌特征

3.1 滑坡结构特征。何家坪滑坡滑面为第四系土层与基岩接触界面。滑体土主要为第四系崩坡积层（Q4col+dl），岩性为块碎石土，含水量高，呈紫灰色。块石含量为35%，块石直径在15cm～300cm范围内；碎石含量为20%，粒径为2cm～15cm。碎块石母岩为砂岩。粉土含量为45%。滑带土为第四系崩坡积层（Q4col+dl），为碎块石土，含水量高，呈紫灰色。滑床为三叠系上统须家河组（T3xj）基岩，岩性为灰白色砂岩，产状为200°∠5°。区内基岩受风化、卸荷、地质构造等作用影响，节理裂隙发育，较为破碎。

3.2 滑坡变形特征。受强降雨以及地下水入渗影响，该滑坡变形特征明显。根据滑坡的变形特征，可将其分为2 个变形体（Ⅰ#变形体、Ⅱ#变形体）。3.2.1 Ⅰ#变形体。该变形体位于滑坡北侧，受强降雨影响，该变形体后缘出现滑移变形；在变形体南侧前缘，变形体前缘产生滑塌变形，滑塌方量70m3，崩落的最大块石约15m3，崩落最大距离达60m；在变形体北侧前缘，原坡脚喷浆护坡工程出现变形裂缝，裂缝长度为5m，宽度为0.1～3cm；中部前缘原有浆砌石挡墙工程受滑坡变形影响产生鼓胀、变形，其中北侧20m段挡墙因鼓胀脱落形成长度20m，高度1～2m 凹腔；南侧10m 段挡墙因滑坡变形产生变形裂缝，该裂缝长度为3m，宽度0.2～1cm。3.2.2 Ⅱ#变形体。该变形体位于滑坡南侧，受强降雨影响，该变形体后缘出现滑移变形。后缘形成长度约30m，宽度为1m～5m，下错高度1m～3m 的裂缝，后缘块石架空。受滑坡变形影响，滑坡体中部部分树木倾倒；在滑坡前缘陡坡区内松散块碎石土产生滑塌变形，滑塌方量100m3，崩落的最大块石约15m3，崩落最大距离达40m。

3.3 滑坡成因机制分析。何家坪滑坡的影响因素较多。滑坡前缘临空条件好，发育高陡陡坎，为滑坡的形成创造了空间条件和动力基础。滑体物质为松散的第四系崩坡积物（Q4col+dl），滑坡岩土体结构松散、不均匀、物理力学强度较低，斜坡稳定性差。滑坡后缘基岩裂隙水发育，基岩裂隙水以泉点出露，泉点呈带状。并且区内下伏基岩透水性相对较差，地下水下渗过程中容易沿基覆界面产生集中下渗，形成动水压力，诱发滑坡失稳变形破坏。降雨（特别是连续降雨和暴雨）是发生滑坡形成的主要促发因素之一。大气降雨的浸润、冲刷及动静水压力促进了滑面的变形发展，降低了岩土体完整性和力学强度，较大强度的降雨尤其是暴雨将促进这一地质作用。

4 滑坡变形趋势分析

截止2018 年10 月30 日，结合实时监测数据和雨量数据可知，裂缝的扩张与降雨有明显的对应关系。裂缝变形速率的波动曲线大体可以拟合9 月2 日以后的日降雨量图形，同时变形位移的曲线与降雨总量曲线变化情况相似。在10 月中旬以后随着降雨量逐步减小，除滑坡体局部地段出现零星变形活动外，滑坡体整体变形速率趋缓。因此，滑坡将趋于稳定。从变形曲线可以看出，1 号裂缝增长量最大，2、3 号裂缝增长量逐渐减小，这与滑坡下部挡土墙有关。滑坡下部的挡土墙只支护了滑坡的左侧，对滑坡的左侧变形有较好的抑制作用。滑坡的中部偏右为临空面，该次的局部破坏正是滑坡中部偏右的部分，左侧因挡土墙的支护变形量较小，但挡土墙已产生部分破坏。所以裂缝的变形从右往左逐渐减小。后期的治理将偏向于滑坡右侧的支挡和滑坡左侧挡土墙的修复。