念生垦沟堆积体综合治理效果

陈 剑

（中国水利水电建设工程咨询西北公司 陕西 西安 710075）

1 堆积体地形地貌

念生垦沟堆积体位于金沙江中游某水电站坝前右岸的宽缓沟谷中，从前缘（金沙江边）至后缘呈长“喇叭”型分布，高程从1500m至1700m，地形上大致以高程1610m为界构成两级缓坡台地，属冲积、洪积、坡积、冰碛和崩塌及滑坡堆积等混合成因的堆积体，堆积物厚度一般30m～60m，总方量约1.7×107m3，堆积体天然状态处于稳定状态。堆积体前沿布置水电站导流洞进口明渠，底宽68m，底部高程为1500m，开挖成型边坡为1∶1 和 1∶1.5。

2 堆积体滑移过程及成因分析

2.1 堆积体滑移过程

2008年5月～8月，局部变形。右岸上游中线公路终端部位出现几处边坡鼓裂和路基开裂情况，EL.1690m平台出现不均匀沉陷和未贯通小裂缝。主要成因为导流洞进口明渠开挖对堆积体进行切脚开挖：6月、7月、8月共开挖1.1×106m3，明渠部位（堆积体前沿）最大切深约45m（EL.1565m→EL.1520m）；

2008年9月份开始，堆积体出现了不同程度大面积的变形和滑移现象。堆积体后缘处裂缝错台30多cm，堆积体中部最大错台也超过30cm，主滑区（强烈变形区）水平位移速率最大约170mm/d。强烈变形区长度800m～900m，宽度180m～200m，厚度30m～60m，体积约9.0×106m3。主要原因为分析如下：

（1）导流洞进口明渠继续开挖：2008年底，堆积体前缘部位明渠已开挖至1510m高程，形成一个近SN向的深槽，长约350m，开口宽300m，槽底宽90m，最深处与原始地形高差35m，导流洞明渠外侧变坡部位开挖边坡已基本形成，最高开挖边坡坡顶高程1603.5m，高差93m，内侧边坡仍在开挖之中。

（2）堆积体冲沟、平台堆渣：堆积体右侧堆积了导流明渠弃渣，共1.0×105m3；堆积体右侧中下部堆积了1.5×105m3的导流洞洞挖料，前缘堆积高度约10m；堆积体中部堆积弃渣约2.0×105m3。同时在堆积体后缘原规划的1#承包商营地场地平整工作已完成，中、前缘部分为回填最大填方厚度15m～20m。

（3）此时，工区已经是雨季，地表水增加，导致堆积体地下水位明显上升。

综上，念生垦堆积体发生滑移，其主要成因是切脚、加载、地下水位升高及其它的如扰动等因素造成的。

3 堆积体综合治理方案

针对发生滑移的主要成因，采取了以下主要综合治理措施：

3.1 排水

排水措施是念生垦沟堆积体治理的重要手段，排水设施包括地下与地表排水，降低地下水位对堆积体的稳定有着很大的作用。地表排水主要采用排水孔、降水井、截水沟进行，地下排水主要采用排水洞，共3层，分别布置于在堆积体下部EL.1564m、EL.1614m、EL.1645m，洞径为4m×5m。

3.2 减载

（1）EL.1580m～EL.1700m之间堆积体减载，在堆积体EL.1580m设置平台，EL.1600m设置30m宽马道，两层之间坡度1∶2.5；EL.1600m以上在EL.1620m设置一台宽度6m的马道，开挖坡度为1∶2～1∶4。本区域减载总方量约1.5×106m3。

（2）EL.1580m以下边坡减载，本区域与导流洞进口明渠边坡连接，与导流洞进口明渠开挖同时进行，其水平开挖深度约20m～50m，平均综合开挖坡比1∶3，该区域开挖的主要原则为清除坡面较为明显的凸起，使坡面平顺。该区域减载总量约 1×106m3。

（3）堆积体左右侧局部减载 5.7×105m3。

3.3 抗滑支挡措施

（1）导流洞明渠右侧抗滑支挡措施。导流洞进口明渠位于念生垦沟堆积体上，明渠右侧长320m，衬砌后底板高程EL.1500m，为保证明渠右侧的念生垦沟堆积体在各种工况下的稳定，沿明渠底板右侧边缘布置两排抗滑桩，桩高在30m～48m之间，深入最低滑动面以下13m～16m。EL.1510m高程以下堆积体厚17m～32m，在导流洞明渠底板以上至桩顶EL.1510m之间设置3排3000kN级预应力锚索，锚索锚入强风化、部分弱风化基岩，长度50m～60m，形成桩锚结构。根据抗滑桩受力特点及施工条件，抗滑桩D=2.2m，布置成两排，桩顶使用钢筋混凝土联系梁进行连接，中心间距4.4m，共布置抗滑桩88根（其中Ⅰ期74根，Ⅲ期14根）。在EL.1510.0m～EL.1530.0m之间边坡上布置2000kN级预应力锚索和贴坡混凝土，形成锚拉板结构，分担滑动力，另外也可防止堆积体从EL.1510.0m以上滑出。

（2）EL.1600m高程抗滑支挡措施。在开挖形成的EL1600.0m高程平台上布置抗滑桩，桩长在26m～50m之间，深入最低滑动面以下10m～18m。抗滑桩型式采用导流洞明渠右侧采用的抗滑桩，孔径为2.2m，在桩顶EL.1600m～EL.1595m之间设置2排2000kN级预应力锚索，锚索锚入强风化、部分弱风化基岩，长度50m～60m，形成桩锚结构。根据抗滑桩受力特点及施工条件，抗滑桩布置成两排，两排桩之间使用钢筋混凝土联系梁进行连接，形成框架结构受力，中心间距3m和4m，共布置抗滑桩100根（其中Ⅰ期41根，Ⅲ期59根），每根桩桩顶设置2000KN锚索，形成桩锚结构。为增加抗滑力，在EL.1600.0m～EL.1640.0m之间边坡上布置2000kN级预应力锚索和贴坡混凝土，形成锚拉板结构。

（3）EL.1690m高程抗滑支挡措施。为了防止堆积体后缘部分的滑移体向下滑动时传递至EL.1600.0m的抗滑桩和锚拉板，致使EL.1600.0m的抗滑支挡措施受力过大，破坏已经形成抗滑支挡措施，于EL.1690m高程增加Ⅱ、Ⅲ期抗滑支挡措施，共设置26根截面尺寸为3m×5m和3m×6m钢筋混凝土桩，每根桩顶设置2000kN、3000kN锚索，形成桩锚结构。

4 综合治理前后监测变化曲线及分析

自堆积体滑移开始到综合治理全部完成，对堆积体进行全程监测，根据监测成果，分析堆积体的滑移状态，监测成果如下∶

监测成果分析：监测点最大水平位移为TP-09的16.653m，位移量较大的监测点主要位移方向向金沙江边位移；从观测时间上看，2008年11月底之前呈等速变形，12月初变形速率逐渐增大，进入加速变形，与导流明渠坡脚开挖和地下水变化有关。2009年1月以后位移速率明显下降，变形趋缓。

监测成果分析：监测点最大水位移出现在点TP24上，为5.838m，方向金沙江边位移；2009年4月份变形速率非常快，5月初开始速率趋缓，变形逐渐平稳，这是因为2009年4月始实施了应急回填压脚处理措施。

监测成果分析：在2009年12月底导流明渠恢复开挖之前，堆积体表面变形速率在1mm/d以内，变形过程线平稳；2010年1月堆积体变形加速发展，平均位移速率为2.36mm/d，与导流洞进口明渠重新开挖有关；2月初开挖完后位移速率逐步趋缓，位移速率在2.88mm/d以内；各高程抗滑桩的抗滑支挡作用较为明显。

监测成果数据显示：随着综合治理措施的全部完成，堆积体已经稳定，典型监测点水平位移变化速率在0.18mm/d～0.33mm/d之间，变化不明显，堆积体滑移得以控制。

5 综合治理后效果及结论

念生垦沟堆积体地质条件复杂，地下水位高且分布不均，在工程扰动的情况下发生了变形滑动。根据对堆积体滑动原因的分析，主要采取的治理措施为三部分：卸载3.07×106m3，减少了滑动体的“原动力”，快速的降低滑动速率；排水：通过截水沟、排水洞减排地表水和地下水，降低了地下水位，增大摩擦系数；最大特点是通过抗滑桩和桩顶锚索联合进行分级支挡，在堆积体的上、中、下部分别进行支挡，有效防止滑动体作用力的传递，达到了控制滑移的目的。

从监测资料表明，综合治理方案合理，有效的控制了念生垦沟堆积体的变形及破坏。导流洞进口明渠最后一部分开挖过程中，1月中旬最大变形速率一度曾达到10.12mm/d，2月初开挖完后变形速率已减缓至2.88mm/d。经过念生垦综合治理措施的施工完成，后期的监测数据显示变化速率只有0.18mm/d～0.33mm/d，变化不明显，堆积体滑移得以控制，堆积体综合治理效果显著。

[1]杨再宏《念生垦沟堆积体监测成果反馈分析》2010年3月.

[2]邓军《水电站枢纽区安全监测月报》2012年6月.