十堰500kV变电站滑坡变形特征与稳定性研究

李亮，徐复兴，郑岳琼

（水利部长江勘测技术研究所，430011，武汉）

十堰500kV变电站滑坡变形特征与稳定性研究

李亮，徐复兴，郑岳琼

（水利部长江勘测技术研究所，430011，武汉）

十堰500 kV变电站站场西南侧地表出现贯穿性裂隙，滑坡迹象明显。以翔实地质勘察资料为依据，将地质调查与深部位移监测成果结合起来，系统分析了该滑坡的变形影响因素、变形现状与发展趋势，预测了滑坡变形失稳模式；将宏观分析与变形监测成果结合起来，对滑坡的稳定性作出了比较客观准确的评价，为应急抢险及综合治理提供了重要依据。

地质特征；变形特征；位移监测；稳定性评价

十堰500 kV变电站位于百耳河左岸，是为十堰市南三县的水电外送而兴建的控制性工程。该变电站处于临河山前地带，整体地势西南高、东侧低。2007年10月对西北侧滑坡体和西南侧高边坡分别进行了支护处理。但在2008年8月下旬，经较长时间的连续降雨后，在边坡支护区的外侧山体上出现山体滑坡，在支护范围内的边坡上也出现了截排水沟破裂、倒塌，格构梁鼓胀，锚杆接头断裂等破坏现象。地质灾害险情发生后，湖北省电力公司高度重视，采取了一系列有效措施，并委托勘探单位进行了地质勘察。

一、滑坡区基本地质背景和特征

1.地质背景

（1）地貌

滑坡区自然斜坡大致呈东西走向，地貌形态表现为槽谷和山脊相间分布。此次滑坡变形的范围大致集中在一稍凸出的山脊部位，两侧为凹下的槽状负地形，在前期治理工程中分别在槽状负地形部位修建了2条宽3～4 m、长 25～40 m 的排水盲沟。

（2）地层岩性及构造

近场区出露基岩地层为元古界下武当群白耳河变质火山碎屑岩组第一亚段，岩性主要为石英云母片岩和云母片岩，分布于整个勘察区，变晶结构，片状构造，具丝绢光泽。片岩的片理倾向 60°～80°，倾角 45°～50°。

场区位于武当山复背斜中部，站址场地附近未发育活动性断裂，仅在10 km外分布有区域性活动断裂，包括两郧断裂、白河—石花街断裂、竹山断裂和青峰断裂。

（3）水文地质

滑坡区内地下水补给来源主要为大气降水补给，水文地质条件较单一，受控于岩性和地质构造条件，地下水类型主要有岩体裂隙水和表层松散堆积体中的孔隙水。其中裂隙水为边坡范围内的主要地下水类型，主要发育于边坡云母片岩强风化岩体中，沿裂隙渗透，且该层片理面和裂隙均较发育，结构相对松散，因而构成了较好的地下水含水层。裂隙水和孔隙水最后均向百耳河排泄。

2.地质特征

（1）形态特征

该滑坡分布范围在平面形态上呈“箕”形，其后缘已产生的拉裂缝高程为615～620 m，前缘（出现鼓胀推移现象的部位）高程为575～578 m，横向宽约80 m，纵向长约90 m，面积约8000 m2，体积约 12 万 m3。

（2）滑坡结构特征

以目前在高程615～620 m附近已经出现的拉裂缝为后缘，该滑坡在地形上可大致分为三级：已经进行了格构防护的区域外侧（截洪沟以上）斜坡为一级，格构区内以马道为界可分为两级。而在纵向上勘察区边坡形态因格构区外侧的槽谷和山脊形态的不同大致可分为两种，分别以2—2′剖面和 4—4′剖面为代表，如图 1、图 2。

二、滑坡变形特征分析

1.变形影响因素

（1）滑坡发育的地形条件

滑坡所在边坡经开挖后的坡面倾向为NE73°，坡向与组成边坡云母片岩的片理方向近一致，为顺向坡。该层强风化云母片岩岩体较破碎，遇水易崩解，裂隙较发育，容易贯通，从而形成顺层滑坡面（带）。

（2）滑坡发育变形的地层条件——易滑地层

勘察过程中，滑坡体强风化层岩体较破碎，结构大部分已破坏，钻孔岩芯多呈碎块状，部分钻孔内强风化层岩体非常松散，极易破碎为岩粉，无法取芯。岩石中的矿物蚀变程度较高，岩体一般变为黄褐、灰黄色，片理十分发育，手折易碎。裂隙较发育，裂隙面多呈黄褐色，并附着薄泥膜。强风化层厚5～28 m，局部呈风化深槽状，部分钻孔地段在钻进过程中有漏水现象。

（3）降雨的影响

降雨是滑坡变形发育的重要诱发因素。持续强降雨的入渗，一方面大幅度抬高了滑体的地下水水位，增加了滑体重量，从而增加了滑体的下滑力；另一方面对滑带的软弱岩层有着较强的软化作用，降低了滑动面（带）的抗滑力，加剧了滑坡的形成和解体。2008年6—10月为雨季，在这段时期滑坡体前缘经常出现鼓胀，后缘出现拉裂槽。

（4）人类工程活动的影响

①人工开挖改变了滑坡体边界条件，加速了滑坡临空面的崩解破坏。②电站站场扩大开挖，对滑坡体临空坡面进行切脚开挖，人为地减小了滑坡体的抗滑阻力，改变了滑坡体荷载状态及内力平衡状态。③滑坡体临空面上修建锚杆格构支护措施，也使滑坡体地表径流条件发生改变，可能软化滑动面（带）和抬高局部地下水水位，从而对滑坡的稳定性不利。

2.变形特征分析

（1）滑坡地表变形现象分析

图1 十堰500 kV变电站滑坡2—2′剖面图

图2 十堰500 kV变电站滑坡4—4′剖面图

十堰500 kV变电站滑坡滑移破坏现象十分明显，特别是滑坡的后缘与自然斜坡相接部位、滑坡中部地形陡缓相接部位以及坡脚附近，变形尤为强烈。目前变形最为强烈的有3处：

①坡脚一带：可见到排水沟内壁受挤压向外倾倒，外侧砖砌沟壁及变电站围墙未见明显变形迹象。并且大部分的变形都未涉及坡脚排水沟的底板，这说明滑坡的前缘变形范围不超过坡脚。

②后缘：出现的拉裂缝已基本连续贯通，这些拉裂缝和滑移陡坎勾勒出滑坡体的后缘边界。

③中部格构支护区：格构支护区的排水沟倒塌、格构梁破裂、锚头受拉过度而断裂等现象说明前期所做的格构支护措施起到了一定的支护作用，但是因为滑坡体中发生了深部滑移变形，这些支挡措施防护能力不够。

（2）深部位移监测成果分析

在2—2′断面上布置了3根测斜管（ZK2、ZK6、ZK10）并作了跟踪监测，以取得较精确的滑动面埋深数据。根据2008年10月13—21日的监测数据作出的3个钻孔位移—深度曲线看，ZK2号测斜孔的在监测期间的变形迹象不明显；而ZK6号测斜孔变形比较明显，并且变形量随着监测期间的降雨而变化。

ZK6测孔不同孔深处相对水平位移表现出比较明显的规律性，大致可以分为两个不同的变化阶段：①2008年10月13—14日，天气晴朗，测孔数据分析表明，滑坡孔隙水和裂隙水排泄，裂隙收缩，使得滑体呈向上收缩状态。②2008年10月15日，由于14日晚持续降暴雨，雨水下渗，孔隙水、裂隙水压力增大，测孔在孔深19～20 m处的相对位移呈较快增长趋势，滑体开始表现为蠕动下滑。③2008年10月16日，天气晴朗，测孔数据表明，滑体又重新呈向上收缩状态，但整体较前几日相对水平位移略有增长。

从该滑坡在2008年8—10月的表观变形迹象监测成果看，其变形程度随降雨的变化明显，雨后变形迹象会明显扩展，在晴天滑坡基本稳定。说明该滑坡目前处于极限平衡—不稳定状态，急需采取措施治理。

三、滑坡稳定性研究

1.稳定性宏观分析

根据现场地质调查，目前出现的失稳形式主要有两种：①坡表埋深2～5 m的浅层滑动，主要分布在滑坡南侧、截洪沟上方的残坡积土层中，规模较小，其破坏模式为沿岩土分界面发生的滑移变形，导致截洪沟多处推移变形，并对其前缘格构产生了较大的推移作用。②坡体强风化层岩体内发育的、埋深 10～15 m（最深约 19 m）的深层滑动，规模较大。变形迹象表现为后缘山体形成较长大的张开裂缝，前缘坡脚鼓胀变形，格构梁多处破损。其破坏模式为沿云母片岩的片理面破坏，最终形成近似圆弧形滑动面的滑移破坏。

从上述已产生的变形破坏现状看，其破坏模式为滑移变形。从近期监测成果看，滑坡破坏变形的程度与降雨强度及时间长短明显相关，破坏范围渐渐向坡顶外围扩展。

2.稳定性综合评价

十堰500 kV变电站滑坡目前的变形是深部强风化岩体以及局部浅表层滑移共同造成的，深部强风化岩体滑移是主要危害。从坡体地质结构与变形破坏现象分析，目前该滑坡已经处于极限平衡—不稳定状态。由于该滑坡的中上部一带已存在较长大的裂缝，且变形迹象明显，尤其是坡顶拉裂缝及后缘土体下挫现象严重，如果再不采取一定的支挡措施，滑坡上变形程度将会继续扩展，在一定外部条件（强降雨）、静水压力及地下水软化滑带土的作用下，将会产生较大规模的失稳，严重危及下方变电站的安全。■

［1］ 唐辉明.工程地质学基础［M］.北京：化学工业出版社.2008.

［2］ 刘佑荣，唐辉明.岩体力学［M］.北京：化学工业出版社.1999.

［3］苏爱军.滑坡稳定性评价与方法［M］.武汉：中国地质大学出版社，2008.

责任编辑 张瑜洪

Characteristics and stability study on landslide deformation of a 500kV transformer substation in Shiyan

Li Liang,Xu Fuxing,Zheng Yueqiong

On the ground surface southwest of the 500 kV transformer substation in Shiyan，it appears penetrating fissure and the obvious landslide signs.On the basis of the accurate data of geological prospecting，and in combination with geological investigation and deep displacement monitoring results，the factors affecting the deformation，present deformation situation and the development tendency of the landslide are systematically analyzed，and the landslide deformation instability mode is also forecasted.With combination of macro analysis and deformation monitoring results，a more objective and accurate evaluation on stability of landslide is made and thus a sound basis of emergency rescue and comprehensive management is provided.

geologic feature；deformation characteristic；displacement monitoring；stability estimation

李亮（1984—），男，助理工程师。

P642.22

B

1000-1123（2011）04-0059-02

2010-11-01