金沙江乌东德水电站大坪地滑坡稳定性研究

方　宇　於　智　陈　勇

(长江三峡勘测研究院有限公司(武汉)，湖北武汉　430074)

金沙江乌东德水电站大坪地滑坡稳定性研究

方宇於智陈勇

(长江三峡勘测研究院有限公司(武汉)，湖北武汉430074)

摘要:介绍了大坪地滑坡区的地形地貌与地层岩性，阐述了该滑坡体的变形特征，结合大坪地滑坡的计算模型，分析了库水升降作用对滑坡稳定性的影响，该分析成果将对该库区的滑坡防治提供一定的参考。

关键词:滑坡，变形特征，稳定性，计算模型

0　引言

乌东德水电站坝址位于四川省会东县和云南省禄劝县交界的金沙江干流上，以发电为主，兼顾防洪、航运等综合利用效益，是本电东送的骨干电源点之一［1］。库区地处青藏高原的东南缘，伴随着青藏高原的快速隆升，金沙江深切于高原面之下，呈典型的“V”形峡谷。河谷强烈快速下切，地形陡峻，地质构造复杂，岩土体支离破碎，加之降水量较大，各类地质灾害也因此频繁发生，因此研究库区滑坡灾害问题，直接关系着西南地区大型水利枢纽的安全运行、当地人民的生命财产安全及环境保护。

大坪地滑坡位于金沙江支流鲹鱼河右岸，下距乌东德坝址11.3 km，遥感解译体积约为2 920×104m3，其稳定现状、变形发展趋势等对梯级开发的可行性十分重要。根据王世梅［2］提出的三峡库区水库复活型滑坡分类，大坪地滑坡属动水压力型。为研究水电站建成后水位升降对大坪地滑坡的影响，利用Geo-Studio软件，分析库水升降作用下滑坡体稳定系数变化规律，研究结果将对该滑坡的防治提供一定的参考。

1　滑坡地质背景［3］

1.1地形地貌

大坪地滑坡区为高中山地貌，滑坡区地形坡度10°～25°，平均坡度约16°，在两侧冲沟及平台外陡坎处地形变陡，坡度可达30°，受滑坡体局部滑动变形影响，滑坡体内地形总体由斜坡与平台相间组成，滑坡纵向上分布有五级平台，其高程分别为950 m～960 m，1 080 m～1 090 m，1 110 m～1 140 m，1 190 m～1 200 m及1 240 m～1 250 m(见图1)。

滑坡前缘高程900 m～940 m，后缘高程1 250 m，总体呈东西向展布(东西向长约1 430 m、南北向宽380 m～870 m)，平面面积约73×104m2，滑坡平均厚度约40 m，滑坡体积约2 920×104m3。

1.2地层岩性

滑坡体主要物质成分为紫红色、灰绿色碎石土及碎块石土，表层为耕植粘土，厚约0.5 m～1.5 m。下伏基岩为侏罗系牛滚凼组( J3n)紫红色泥岩、砂岩等。

1.3地质构造

大坪地滑坡位于喇叭沟向斜的核部，向斜的北西翼岩层稍陡，岩层倾向南东，倾角一般在30°～40°之间，南东翼岩层倾向北东，倾角一般在15°～25°之间，断层( F)穿过后缘郑家坪子一带，断层产状93°∠40°～53°，断层带宽约6 m～8 m，构造岩为糜棱岩、碎裂岩，断层向北延伸表现为岩层挤压和褶皱的形式。

2　滑坡变形特征

通过地表的地质测绘，大坪地滑坡体主要有以下的变形现象:

1)前缘的变形滑动。滑坡体前缘伙房变形区在1966年发生滑动，其后缘及下游侧的边界可见明显的拉裂缝，目前变形区仍在继续变形中，其上的居民住房拉裂、错开变形现象明显，其下游侧的小乱滩变形滑动区也仍在继续变形中。2)后缘郑家坪子一带的变形活动。根据调查在郑家坪子平台一带由于地面沉陷变形在平台处出现低洼地，其变形范围约0.007 km2，形状呈圈椅状，其变形滑动方向约70°，地面沉陷一般2 m左右。在滑坡体后缘边界发现局部滑动，范围约1 700 m2，局部滑动垂直位移最大约2 m，滑动方向约90°。在郑家坪子北侧(滑坡体边界附近)居民房屋出现裂缝，地面出现拉裂缝，目前房屋裂缝仍在变形中。3)大坪地平台一带的变形活动。根据地质测绘，在大坪地平台发现多处裂缝，主要分布在大坪子球场一带，裂缝一般长约20 m，张开约5 cm～10 cm，延伸方向NNW～N，裂缝主要出现在2005年—2007年，目前变形不明显。根据调查访问，大坪地至郑家坪子的变形活动主要发生在1992年可河大堰修通引水之后，目前变形仍在继续中。从以上一系列变形调查来看，滑坡现状处于局部变形中，整体稳定性为基本稳定，局部较差。

3　滑坡稳定性数值计算

1)计算模型。根据大坪地滑坡的地质剖面图建立相应的计算模型，节点为7106，单元数为6977，网格模型见图2。

图1　大坪地滑坡全貌

图2　大坪地滑坡计算模型

2)计算参数选取。综合滑坡试验数据、类比与反演分析，大坪地滑坡计算力学参数如表1所示。

表1　大坪地滑坡计算参数表

3)计算工况。大坪地滑坡在水库蓄水前实际水位为918 m，根据设计资料确定滑坡计算工况为: a.以5年施工期平均计算，得出库水位以0.072 m/d的速率上升，由于滑坡前缘水位比坝址水位高，所以仅需经443 d由918 m水位上升到950 m水位。b.运行工况:在950 m水位持续90 d后，以1 m/d的速率经历25 d由950 m水位上升到975 m水位，在975 m水位稳定100 d，再以1 m/d的速率经历25 d由975 m水位下降到950 m水位，并稳定210 d。

4)计算结果分析。通过考虑饱和—非饱和渗流场的刚体极限平衡的方法，计算上述两种工况下的大坪地滑坡稳定性变化情况。计算结果见表2。

表2　库水变动时大坪地滑坡安全系数表

蓄水工况时安全系数图如图3所示。

图3　初期蓄水工况滑坡稳定系数随库水位变化曲线

库水变动时安全系数图如图4所示。

图4　正常运行期库水位变动工况滑坡稳定系数随库水位变化曲线

由表2和图3，图4可知，大坪地滑坡在库水位以0.072 m/d的速度从918 m水位上升到蓄水水位950 m的工况下，安全系数随库水位的上升不断减小:库水位上升到950 m初始时刻，滑坡安全系数为1.366;当库水位稳定在950 m水位90 d后，滑坡安全系数没有变化。大坪地滑坡在以1 m/d的速度上升到975 m时，稳定性安全系数逐步减小，减小趋势较为明显。在库水位稳定在975 m水位100 d后，此时的安全系数为1.34，随着库水位继续下降安全系数有减小的趋势，当库水位下降到950 m时，安全系数达到最小值1.306。当库水位在950 m稳定210 d时，大坪地滑坡的安全系数增大到了1.325。

4　结语

1)根据现场地质测绘，大坪地滑坡现状处于局部变形中，整体稳定性为基本稳定。2)大坪地滑坡在库水位变动影响下稳定系数变化规律如下: a.在大坝施工期初期蓄水过程中，随库水位上升滑坡稳定系数随之降低; b.在正常运行期库水位上升过程中，滑坡稳定系数随库水位的升高变化不明显; c.库水下降过程中，滑坡稳定系数随库水位下降而明显降低，并在低水位稳定一段时间后滑坡稳定系数有所回升; d.在整个水库运行工况下，滑坡稳定系数最低值为1.306，出现在库水位下降到950 m水位工况，此时滑坡处于稳定状态。3)最不利工况为库水位下降到低水位950 m工况，此时滑坡处于稳定状态，若在此工况条件下再叠加暴雨工况，滑坡有可能发展为基本稳定状态。4)大坪地滑坡的稳定性数值计算结果亦符合动水压力型滑坡的规律，说明参照三峡库区重大涉水滑坡的分类方法确定大坪地滑坡为动水压力型滑坡是合理的，这也说明在分析西南地区水库滑坡时亦可采用三峡库区重大涉水滑坡的分类方法。

参考文献:

［1］李会中，郝文忠，潘玉珍，等.乌东德水电站坝址区河床深厚覆盖层组成与结构地质勘察研究［J］.工程地质学报，2014，22( 5) :944-950.

［2］王世梅.三峡库区水库蓄水后重大复活型滑坡空间预测评价研究报告［R］.宜昌:三峡大学，2013.

［3］陈剑平，王清，叶圣生，等.西南大型水库库岸滑坡灾害影响与对策研究——滑坡特征调查与地质成因机制研究报告［R］.武汉:长江勘测规划设计研究有限责任公司，长春:吉林大学，2013.

On large flat landslide stability of Wudongde Hydropower Station along Jinsha River

Fang Yu Yu Zhi Chen Yong
( Yangtze River Three-Gorge Survey and Research Institute Co.，Ltd( Wuhan)，Wuhan 430074，China)

Abstract:The paper introduces the topographic features and stratum lithology of the large flat landslide area，illustrates the deformation features of the landslide mass，combination of the large flat landslide calculation model analyzes the influence of the reservoir water level fluctuation on the landslide stability，and proves by the result that it provides some reference for the landslide prevention in the area.

Key words:landslide，deformation feature，stability，calculation model

作者简介:方宇(1989-)，男，助理工程师;於智(1989-)，男，助理工程师;陈勇(1986-)，男，助理工程师

收稿日期:2015-11-23

文章编号:1009-6825( 2016) 04-0088-03

中图分类号:P642.22

文献标识码:A