峡江水利枢纽工程右岸边坡监测及信息反馈分析

付典龙

（江西省水利规划设计院，江西 南昌 330029）

1 工程概况

峡江水利枢纽工程位于赣江中游峡江县老县城上游峡谷河段，是一座以防洪、发电、航运为主，兼顾灌溉等综合利用的大（1）型水利枢纽工程。枢纽工程主要建筑物有泄水闸、挡水坝、河床式电站厂房、船闸、左右岸灌溉进水闸及鱼道等组成。坝址以上控制流域面积62 710 km2，水库总库容 11.87×108m3，电站总装机 360 MW，多年平均发电量 11.44×108kW·h。

2 边坡裂缝及处理措施

原设计大坝右岸开挖边坡高程为 51.20～105.40 m（黄海高程，下同），坡高 54.20 m，每隔约 15.00 m 设一级马道，马道设计高程分别为 66.00 m、81.00 m 及 96.00 m，宽 2.00 m。 高程 66.00 m 马道以上设计坡比 1∶1.25，以下设计坡比1∶1。2010年7月20日，边坡开挖过程中，在右坝肩边坡高程96.00 m马道处附近出现长约2 m的微细裂缝。7月27日发现该裂缝向下已发展至81.00 m马道，向上滑坡后缘已发展至约高程102.00 m，高程 81.00～96.00 m 段层面向坡外有约 1～2 cm 剪切滑移。8月上旬，滑坡裂缝向下已发展至高程71.00 m马道，已向坡外剪出约1～5 cm，并且在高程71.50 m顺岩层层面有地下水渗出，向上滑坡后缘拉裂缝已发展至高程105.86 m，裂缝张开宽度2～8cm边坡裂缝形状详见图1。

针对开挖边坡出现的上述裂缝情况，设计对此进行了加固，主要措施有：削坡减荷、护坡加固等。各措施分述如下：

（1）削坡减荷。7月下旬设计及时对滑坡体及上游侧81.00 m马道以下边坡形态进行调整，分别于高程71.00 m、61.00 m 增设马道，宽度分别为 5.00 m 和 2.00 m。滑坡体高程96.00 m马道以上边坡及其上游侧高程71.00 m马道以上边坡进行削坡减载处理，设计坡比1∶1.5，高程 96.00 m 以下设计坡比 1∶1.25。 处理后人工边坡综合坡比变缓。

（2）护坡加固。挂钢筋网喷砼护坡、砼框格梁+预应力锚索+喷播草灌护坡等。 高程71.00～96.00 m之间边坡采用钢筋砼框格梁+预应力锚索（设置于框格梁交会处）支护，其中高程71.0～81.00 m之间边坡设置锚索20根，高程 81.00～96.00 m 之间边坡设置锚索 29 根，共 49根。锚索设计张拉力600 kN，锁定张拉力500 kN。右岸坝肩开挖边坡高程51.20～71.00 m间护坡为TBS生态护坡；高程 71.00～96.00 m 间护坡为 TBS 护坡及框格梁+喷播草灌护坡。高程96.00 m至坡顶间护坡为挂钢筋网喷砼护坡，该段边坡边缘及马道种植爬藤进行绿化。经过处理后边坡顶高程为125.00 m。

3 边坡监测布置

右岸边坡主要监测项目有表面变形、内部变形、锚索锚固力、地下水位及裂缝变形。本次仅对裂缝变形、锚索锚固力及内部变形进行观测。内部变形采用测斜仪进行观测，共布设11套测斜仪；锚索锚固力采用锚索测力计进行观测，共布设3套锚索测力计；裂缝采用裂缝计进行观测，在坡顶裂缝部位共布设6支单向裂缝计，具体布置见图1[1][2]。

图1 右岸边坡监测布置图

4 监测成果

4.1 裂缝变形监测成果

各测点实测的裂缝变形（时间～位移）过程线见图2。由图2可知，K3～K6各测点测值小于2 mm，且无明显逐渐增大现象；但K1、K2测值表明裂缝开度逐年增大，2013年 4月 30日测得最大值分别为 19.25 mm、18.12 mm。

图2 裂缝变形时间～位移变化过程线

4.2 锚索应力监测成果

锚索应力实测过程线见图3所示。由图3可知，46号锚索上的测力计测值过程为：由2011年8月3日的581.3 kN 下降到 2012年 3月 20日的 452.9 kN，随后直至5月间，锚索预应力又增至520 kN左右，在经过一段稳定期后，2013年3月至8月略呈增趋势。其余2支锚索应力计变化比较平稳，锚索应力一直稳定在460～480 kN左右。

4.3 边坡内部变形监测成果

对于边坡工程，测斜仪不仅可以帮助掌握被监测边坡的变形破坏情况、判断岩土体当前所处的稳定状态和今后发展趋势，而且还可以较精确的确定滑动面（带）位置、滑带厚度、滑动方向及判断滑体深部变形规律[3]。边坡实测的部分测点测斜仪累积合成位移曲线见图4。由图4可知，右岸边坡岩体深层位移采用测斜装置监测，共布置11个测斜孔，孔深距地表约20 m。除CL1-1、CL2-2和CL3-2三孔内累积位移测值稍大，其余变化均较小。2013年4月30日，CL1-1在孔深约3 m处位移累积为40 mm；CL2-2在孔深约16 m处累积位移为10 mm；CL3-2在孔深约17 m处累积位移为35 mm。

图3 锚索测力计实测过程线

图4 测斜仪累积合成位移曲线

5 反馈分析

5.1 边坡变形滑动分析

右岸开挖边坡在其表面已形成一条U形裂缝，但是否存在深层变形滑动，可从以下几方面加以分析：

（1）根据施工地质勘察资料，有F3断层自右坝头斜向北东东向延伸，至坡顶桩号K0+030断层带宽度为6.0～9.1 m，两侧为断层泥，中部为糜棱岩、碎裂岩。F3 上盘岩体风化强烈，全强风化带深厚，自坡面垂直厚度16～30 m，而滑坡裂缝范围发生在F3上盘71 m高程以上的全强风化带，坝肩岩体有J2等4组节理裂隙密集发育。上述地质条件对边坡稳定性造成不利影响，导致边坡变形滑动可能性增大。当边坡滑动时，滑坡体侧滑面为层面，底滑面为全强风化带剪切面，后缘拉裂面为J2节理。

（2）位于边坡裂缝顶部的测点（K1、K2测点）变形量随时间逐渐增大，尤其在雨季变形增幅较大，最大为19.25 mm。边坡全强风化岩体在雨季含水量增加，一方面增加岩体自重产生的下滑力；另一方面增加岩体孔隙水压力，从而使其抗剪强度降低，对边坡稳定不利。边坡表面裂缝呈U形，测点K3～K6裂缝变形量较小（小于2 mm），这表明测点K1及K2附近范围内边坡裂缝可能为滑坡体后缘拉裂面。

（3）锚索（46号锚索）应力测值在雨季呈增加趋势，这可能与降雨导致边坡岩体下滑力增加有关，边坡岩体有滑移可能性。

（4）右岸边坡实测的部分测点（CL3-2、CL2-2、CL1-1）测斜孔累积合成位移测斜孔发生了相对较为明显的水平位移变形。CL3-2、CL2-2及CL1-1之间连线位于北东（或西南）方向，结合右岸边坡的走向以及裂缝（K1、K2测点）的观测情况，表明有沿该方向滑移的迹象。

综上所述，右岸边坡为深厚全强风化带，加上有不利稳定的节理裂隙，对边坡稳定性造成不利影响，尤其在雨季导致边坡变形滑动的可能性增大。

通过对边坡变形滑动分析，后期加强边坡监测，并在关键部位有针对性的埋设监测点，为边坡稳定分析及边坡稳定处理提供更详细完整监测资料。

5.2 边坡变形滑动边界确定

根据施工地质勘察资料及上述对边坡内、外部变形监测资料的分析结果，可以推测出沿监测断面所作的滑动边界[3]。

CL1-1测斜孔在位于孔深约3 m处位移变化量为40 mm，CL2-2测斜孔在位于孔深约17 m处位移变化量为10 mm，CL3-2测斜孔在位于孔深约17 m处位移变化量为35 mm。将测点CL3-2、CL2-2及CL1-1的上述位移变化量对应的孔深点连成一条曲线，即可认为这是边坡滑移的曲面滑动面，如图5所示，其余测斜仪CL2-1、CL3-1、CL4-1测值均较小，表明该断面并未发生明显滑移。

5 结论及建议

经加固处理后的右岸开挖边坡变形量已较小，基本处于稳定状态。但右侧山坡段的裂缝开度有逐年增大趋势，山坡变形仍在继续发展，存在深层滑动变形可能性。故应加强边坡监测，在关键部位有针对性的增设监测点，及时掌握边坡变形状况，为进一步的边坡稳定分析及边坡稳定处理提供更详细完整监测资料[4]。在观测期间，建议先对山坡采用一些表面防护（如植物防护或锚喷防护）及排水措施（截水沟及排水沟）[5]。如确定已产生深层滑动时，应采用预应力锚索等方法对山坡进行加固。

图5 监测资料确定的滑动面

边坡安全监测工作受诸多因素影响，如气候、测量误差、降雨、荷载等，如何合理分析监测资料，通过监测资料反馈分析研究边坡稳定，对边坡加固设计及确保工程安全具有十分重要的指导意义［6］。

［1］江西省水利规划设计院.江西省峡江水利枢纽蓄水安全鉴定设计自检报告［R］.2013.7.

［2］水利部水利水电规划设计总院.江西省峡江水利枢纽下闸蓄水安全鉴定报告［R］.2013.7.

［3］梁桂兰，徐卫亚，等.高边坡安全监测资料反馈分析研究［J］.水利与建筑工程学报，2010.8.

［4］黄仕俊，赵 华，等.小湾水电站进水口高边坡监测及信息反馈研究［J］.地下空间与工程学报，2006，8.

［5］李君军，郑晓红，等.龙开口电站右岸变形体A1坝头区边坡稳定监测分析［J］.大坝与安全，2012，6.

［6］傅琼华，黄 真.土石坝安全监测及其资料整理分析方法综述［J］.江西水利科技，1997（2）.