安亞梅，肖 強(qiáng)，鄭 維

(中國(guó)水電顧問(wèn)集團(tuán)成都勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，四川 成都 610072)

1 工程概況

溪洛渡水電站位于金沙江峽谷地段，谷坡陡峻，臨江坡高430～300m。兩岸山體陡峻雄厚，兩岸谷坡主要由二疊系上統(tǒng)峨眉山玄武巖(P2β)組成，谷肩高程680～860m以上為第四紀(jì)堆積緩坡平臺(tái)，地形寬闊平緩，緩傾下游。兩岸谷肩堆積體上布置有場(chǎng)內(nèi)施工道路。左岸谷肩堆積體上有5號(hào)公路，前緣布置4m寬施工便道。

2 古滑坡體的穩(wěn)定條件

2.1 分布范圍

左岸谷肩上部平臺(tái)堆積著一套自中更新世以來(lái)

先后形成的古滑坡體、冰水堆積、洪積和崩坡積(見(jiàn)圖1)。左岸象鼻子溝和楊家溝兩條較大的沖溝橫切其間。青杠堡區(qū)上起象鼻子溝下游分支附近，下至楊家溝，順河長(zhǎng)950m，橫河寬900m，厚11.6～170.15m，平面面積為81萬(wàn)m2，體積約6 480萬(wàn)m3，其中近90%為滑坡體，前緣滑體上部有少量洪積物分布，后緣坡腳為崩坡積層。5號(hào)公路外側(cè)邊坡位于青杠堡區(qū)的古滑坡體堆積體前緣，以洪積堆積為主的次級(jí)古滑坡體上。

2.2 地質(zhì)結(jié)構(gòu)

古滑坡體(delQ23)：滑體厚8.51～163.4m，體積5 700萬(wàn)m3，主要由飛仙關(guān)組地層組成，前、后緣分別為宣威組和銅街子組地層，切割地層厚約423m?；瑒?dòng)塊體基本保持了原始地層順序，中后部解體較弱，具明顯的轉(zhuǎn)動(dòng)特征，滑體擠壓錯(cuò)動(dòng)明顯。在中部獅子堡和黃桷堡一帶出現(xiàn)由剪張裂隙發(fā)育而成的次級(jí)滑面，形成青杠堡(825m)-獅子堡、黃桷堡(712～752m)-楊家老房子(675m)三級(jí)縱向解體平臺(tái)，解體縫大致呈S50°E方向展布?；w前緣宣威組鐵錳質(zhì)粉細(xì)砂巖塊碎石部分堆積于玄武巖第13層基巖平臺(tái)上，破碎強(qiáng)烈，部分已拋至金沙江。

圖1 左岸谷肩上部第四系堆積體示意

主滑面大部分沿宣威組底部鋁土質(zhì)粘土巖、粉細(xì)砂巖發(fā)育而成。前緣部分沿玄武巖頂部剪出，出口高程629.12～693.96m，與下伏巖層面近于一致，緩傾山內(nèi)(2°)和下游(2°～4°)。

2.3 成因機(jī)制

堆積區(qū)底部的古滑坡體，其底滑面均沿宣威組下部鋁土質(zhì)頁(yè)巖和粉細(xì)砂巖發(fā)育，該巖層性狀軟弱，于金沙江寬谷期末至峽谷期之間，隨著河谷下切，由上游向下游逐漸出露地表。在上覆巨厚的三疊系砂頁(yè)巖、石灰?guī)r層重力作用下，在飽水狀態(tài)和剪應(yīng)力集中條件下極易產(chǎn)生塑流變形與剪切滑移。后緣拉裂陡傾坡外，主要沿N30°～50°W/SW∠65°～80°的陡裂隙發(fā)育。中部弧形滑面是經(jīng)剪斷宣威組中、上段和飛仙關(guān)組部分巖體發(fā)育而成。因此,區(qū)內(nèi)滑坡是在重力蠕變過(guò)程中,經(jīng)前緣滑移、后緣拉裂、中部剪斷下滑形成的。各滑坡主滑方向均斜交金沙江，向下游呈S6°～14°W方向下滑。

青杠堡滑坡后壁形態(tài)及滑坡地貌保留較完整，據(jù)主滑帶物質(zhì)熱釋光測(cè)齡結(jié)果，距今27.4±1.37萬(wàn)年，形成于中更新世末期(Q23)。

2.4 穩(wěn)定性評(píng)價(jià)

(1)整體穩(wěn)定性。區(qū)內(nèi)各堆積體現(xiàn)狀整體是穩(wěn)定的，主要依據(jù)有：堆積體坡面平緩，總體坡度10°～20°；現(xiàn)殘存的底滑面長(zhǎng)550～900m，以2°～6°緩傾山內(nèi)，下滑分力亦緩傾山內(nèi)；滑體內(nèi)地下水位較低，滑帶物質(zhì)結(jié)合緊密，性狀較好，下伏宣威組地層新鮮完整；滑坡形成后，經(jīng)歷了后期洪坡積等改造，上覆大量第四系堆積，長(zhǎng)期以來(lái)未出現(xiàn)整體復(fù)活跡象，后緣地表無(wú)變形及錯(cuò)落臺(tái)坎等。

(2) 青杠堡滑坡穩(wěn)定性計(jì)算。對(duì)青杠堡滑坡整體、獅子堡-黃桷堡縱向解體滑坡和前緣洪積物變形體等，在天然及地震力作用兩種狀態(tài)下的穩(wěn)定性作了初步計(jì)算與評(píng)價(jià)。采用極限平衡條分法，考慮地下水，計(jì)算剖面見(jiàn)圖2，建議指標(biāo)及計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表1、2。結(jié)果表明：青杠堡滑坡整體在現(xiàn)狀和疊加水平地震力時(shí)均將穩(wěn)定；前緣洪積物變形體現(xiàn)狀處于臨界狀態(tài)，疊加地震力后可能失穩(wěn)。

圖2 青杠堡滑坡主滑方向穩(wěn)定性計(jì)算剖面

代表部位計(jì)算建議值天然容重凝聚力內(nèi)摩擦角γω/kN·m-3C/MPaΦ/(°)青杠堡古滑坡整體23.50.03～0.0522～24前緣洪積物21.40.02～0.0418～20

表2 青杠堡滑坡穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果

(3)局部穩(wěn)定性。青杠堡區(qū)前緣伍家溝至老田壩一帶洪積物分布區(qū)(即現(xiàn)在的5號(hào)公路外側(cè)坡一帶)，有牽引式變形跡象，面積約4.5萬(wàn)m2，平均厚小于10m，總方量約35萬(wàn)m3。變形體以下伏第14層玄武巖陡坎為后緣邊界，主要發(fā)育于淺層洪積層內(nèi)，未涉及底部古滑坡殘?bào)w。淺層變形主要表現(xiàn)為雨季地表出現(xiàn)小規(guī)模的弧形拉裂縫、錯(cuò)臺(tái)和小凹地，前緣有部分樹(shù)木傾倒和少量土石下滑等。其原因主要與降雨、引水灌溉引起的大量地表水入滲有關(guān)。

3 工程開(kāi)挖的變形破壞情況

3.1 變形特征

5號(hào)公路位于洪積物的后緣，在洪積物的前緣坡體部位開(kāi)挖施工通道，中部斜坡部位有順坡排水溝渠和綠化苗圃。

2005年9月發(fā)現(xiàn)5號(hào)公路K2+270～K2+300m段外側(cè)路基發(fā)生沉陷變形。變形帶沿江方向長(zhǎng)約300m(對(duì)應(yīng)的5號(hào)公路樁號(hào)為K2+050～K2+350m)，最大寬度約100m，基本上遍布整個(gè)覆蓋層坡面。拉裂縫最大寬度約100cm，下沉高度約20cm，初步估計(jì)變形體的體積達(dá)30萬(wàn)m3。距5號(hào)公路最近的裂縫位于外側(cè)路堤部位，由于該條裂縫變形較大，造成將近半幅公路路面懸空。5號(hào)公路外側(cè)土體拉裂時(shí)，曾用塊碎石對(duì)拉裂縫進(jìn)行了回填。

2006年1月土體削坡完畢，擋墻壓坡腳已開(kāi)挖，邊坡變形加劇，拉裂縫遍及5號(hào)公路外側(cè)至一級(jí)馬道，2月16日變形量達(dá)150mm/d(見(jiàn)表3)，并有地下水滲出，個(gè)別從土錨桿孔滲出(土錨桿高出坡面20cm)。

表3 簡(jiǎn)易觀測(cè)變形量

沖溝兩側(cè)地形大致具有以下特征：上部為高程700m的平臺(tái)，下部為高程670m左右的緩坡臺(tái)地，中間為30°～50°的斜坡。

(1)上部平臺(tái)。上部平臺(tái)主要為洪積碎石土，底部為宣威組滑坡堆積，覆蓋層厚度約20～25m，下伏基巖為14層玄武巖。

裂縫基本遍布5號(hào)公路以外的平臺(tái)上，近似平行展布，密集部位間距僅30～50cm。變形體邊界部位的裂縫具有明顯的張開(kāi)及下錯(cuò)位移，變形體內(nèi)部的裂縫規(guī)模(張開(kāi)寬度和下錯(cuò)高度)則相對(duì)較小，一般為3～5cm。

坡體的變形導(dǎo)致了5號(hào)公路外側(cè)路堤發(fā)生沉陷(見(jiàn)表1)，造成半幅路線懸空，直接影響到5號(hào)公路的正常使用，對(duì)左岸谷肩堆積體、纜機(jī)平臺(tái)、壩肩、泄洪洞等工程施工造成一定程度影響。

(2)中間斜坡。斜坡土體為洪積碎石土，下伏基巖面起伏大，為14層玄武巖前緣，部分為13層玄武巖。

坡面上張裂縫主要分布于沖溝兩側(cè)以及坡體的上部，其它部位較少，但規(guī)模較小，張開(kāi)寬度和下錯(cuò)高度一般為3～5cm，局部分布有反坡臺(tái)階，高度約10cm；沖溝內(nèi)的排水渠墻體已發(fā)生拉開(kāi)，約30～50cm。

(3)下部緩坡。緩坡土體為洪積碎石土，厚度約20m，下伏基巖為13層玄武巖。

為進(jìn)行13層陡壁削坡在覆蓋層坡腳部位開(kāi)挖出一條施工通道，從而對(duì)覆蓋層邊坡造成了切腳。根據(jù)開(kāi)挖面揭示的地質(zhì)情況，可分為三段：象鼻子溝至沖溝上游約50m地形較緩，開(kāi)挖土體邊坡高度較小，無(wú)地下水滲出，未見(jiàn)變形跡象；中部沖溝附近，緩坡上修建的排水渠多處見(jiàn)拉裂變形；沖溝以下至楊家溝段，前緣開(kāi)挖邊坡土體粘性強(qiáng)、地下水較豐富，普遍滲水，局部呈股狀，土體含水量大，局部土體呈流塑狀，邊坡普遍滑塌。

3.2 變形機(jī)制分析

土體邊坡變形原因主要為：

(1)5號(hào)公路K2+270處為沖溝，外側(cè)土體部分為回填土，增加了邊坡頂部的重量，破壞了原有邊坡的天然平衡。

(2)13層玄武巖頂部施工便道開(kāi)挖，導(dǎo)致覆蓋層坡體前緣較大范圍的緩坡平臺(tái)被挖除，形成高度5～10m(局部高度超過(guò)10m)、坡角近40°的覆蓋層邊坡。作為整個(gè)覆蓋層邊坡的坡腳部位，也是為整個(gè)邊坡穩(wěn)定提供抗力的抗力體被(部分)挖除，為邊坡變形提供了臨空條件。

(3)苗圃的灌溉對(duì)下游側(cè)坡體變形產(chǎn)生不利的影響，土體中粘粒含量高，含水量飽和，土體的力學(xué)參數(shù)降低，13層玄武巖頂部施工便道開(kāi)挖后，覆蓋層開(kāi)挖邊坡底部出現(xiàn)明顯的浸水條帶，部分段有地下水成片外滲，致使邊坡的穩(wěn)定性變差。

綜上，該邊坡變形機(jī)制為：因施工開(kāi)挖坡腳引起的淺層土體蠕滑—拉裂式變形，地下水造成坡體軟化進(jìn)一步加劇了變形的發(fā)展。

4 工程處理措施

根據(jù)土體結(jié)構(gòu)及變形特征，2006年10月對(duì)變形邊坡提出了如下綜合處理措施：

(1) 削坡減載：對(duì)坡體進(jìn)行適當(dāng)削坡，開(kāi)挖坡比1∶1.5～1∶2.5，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地形和土體特征分段分部位進(jìn)行；

(2)坡面防護(hù)：覆蓋層開(kāi)挖邊坡均采用鋼筋混凝土網(wǎng)格梁護(hù)坡，網(wǎng)格間培土植草。1-1剖面至4-4剖面之間坡面上設(shè)置土錨桿(土錨桿直徑為Φ48鋼管，長(zhǎng)6.0m，間、排距為1.2m)；

(3)擋墻壓坡腳：坡腳作重力式擋墻，并用石碴回填或鋼筋石籠壓坡；

(4)鋼管樁處理5號(hào)公路路基：鑒于5號(hào)公路的重要性，在5號(hào)公路沖溝附近約90m長(zhǎng)的路基外側(cè)約2～3m采用鋼管樁對(duì)路堤邊坡進(jìn)行加固處理。

(5)為保證整個(gè)覆蓋層邊坡的穩(wěn)定，將1-1剖面至4-4剖面的土錨桿施工范圍增大，即新增設(shè)土錨桿的范圍：1-1剖面向上游延伸20m，高程范圍：邊坡開(kāi)口線至13層平臺(tái)； 4-4剖面向下游延伸50m，高程范圍：邊坡開(kāi)口線向下15m(見(jiàn)圖3～5)。

圖3 1-1剖面示意

圖4 3-3剖面示意

圖5 4-4剖面示意

通過(guò)削坡減載、坡面防護(hù)、前緣坡腳擋墻壓腳、變形嚴(yán)重部位鋼管樁加固和坡體排水等處理后，5號(hào)公路路基和外測(cè)邊坡逐漸趨于穩(wěn)定。到目前為止，邊坡再未出現(xiàn)變形破壞跡象， 5號(hào)公路運(yùn)行正常，確保了溪洛渡工程的順利進(jìn)行。