安福县东谷水利枢纽工程库区边坡安全评价

罗梓茗，王小笑，汪 庆，唐少龙

（江西省水利科学研究院，江西 南昌 330029）

东谷水利枢纽位于江西省安福县境内的东谷河上，东谷河是赣江左岸的三级支流、禾水二级支流、泸水一级支流，距安福县城14 km，坝址以上控制流域面积345.0 km2，总库容1.257亿m3。水库灌溉面积33.2万亩，电站装机16 MW，是一座以灌溉和发电为主，兼顾防洪及其他效益的综合性大（2）型水库。枢纽工程主要建筑物包括：大坝、溢洪道、引水发电隧洞及电站等。工程于2007年6月开工，2009年12月基本建成并开始下闸蓄水，2010年5月发电机组正式并网发电。2014年5月25日溢洪道出现险情，后经过及时抢修才使险情得以排除。为全面评价工程的安全状况，了解大坝的运行性态，防止险情的发生，须进行水库大坝的安全鉴定工作。因此，本文结合库区地质条件及现场实际情况对东谷水库近坝右、左岸边坡稳定问题进行评价，并提出相应建议[1-2]。

1 地质条件

库区座落于武功山东麓，属构造侵蚀中低山地貌，水流侵蚀地形十分发育，东谷水奔流于深山峡谷中，沿途有较多小溪汇入，河谷两岸断续有山间盆地分布。河谷形态多呈“V”字形。库区出露地层除河谷地段的第四系外，基岩主要为前寒武系、泥盆系浅变质岩系。

库区位于武功山复式背斜东南翼，层位较稳定。库区的楼仔下背斜规模较小。岩层产状多为：N15°W～N30°E·NE～SE∠10°～34°，库区大部分河段与岩层走向斜交，为横向河谷为主，但在近坝库区右岸局部存在近似顺向坡；库区断裂较发育，主要为北东向或近东西向的压性断裂，坝区左岸至库区玉公岭，尚见有一条北西向张扭性断裂，长15 km以上。

2 近坝右岸滑坡体稳定问题评价

2.1 滑体特征

近坝东谷林场滑坡体位于大坝上游右岸，滑坡体距坝址约300 m，前缘高程90 m，后缘高程185 m，滑体长400 m，宽260 m，最大铅直厚度65 m，总体积259万m3。滑坡组成物质上部为块石、碎块石混合土，厚度15 m～22 m，其下为滑动岩体，岩性主要为前寒武系变质砂岩夹千枚岩，多为强风化状，厚度20 m～30 m。由于大量的滑坡物质涌向河床，迫使河流转向，目前河水强烈淘刷坡脚。勘探表明滑体中共有三级滑动面，第一级滑面后缘陡壁高程150 m左右，呈东北向直线状伸延，至纵1剖面一带后缘不清，滑带厚5 m～10 m，为碎石土，局部见砂土，土质具较好塑性；第二级滑面见于洞PD7桩号0＋080及FK2钻孔，为黄色黑色粉土质砾或含砂粉土，地表无明显反映，推测后缘高程170 m左右；第三级滑面后缘陡壁高程185 m，半环状分布后缘受F12断面控制，滑带厚2 m～3 m，底部夹泥受剪后成磨光镜面状，有明显擦痕。滑床上陡下缓，前缘微反倾，呈马鞍形。滑坡形式为推移式，滑带后缘受控于F12断层，底部则由泥化的炭质千枚岩组成。滑体上部PD7平硐中见大量的张裂隙发育，裂隙方向大致垂直滑动方向，裂隙最大张开度近1 m，爆破烟雾由裂隙中消散。下部为受压区，岩石相当破碎，并有大量泥质充填。

2.2 滑坡的成因机制

东谷林场滑坡形成的原因与边坡所处的地质环境有关。首先，组成边坡的岩性主要为前寒武系变质砂岩夹千枚岩，千枚岩易泥化，层理发育，岩层产状：N40°～50°W，NE∠20°,岩体中节理裂隙比较发育，尤其是走向N30°～50°W，倾向NE，倾角60°～70°这组节理与层面组合对边坡稳定不利。因其走向与边坡近于平行，倾向坡外，从而构成滑动面；滑坡后缘切割面及下游侧受F12断面控制，滑坡上游侧切割面F15控制，这些结构面相互组合导致边坡滑动。

2.3 滑坡稳定性

该滑坡前期勘探作了大量的工作，在平洞及钻孔中沿滑带取样10组进行滑带土抗剪试验，其成果见表1。

表1 东谷林场滑坡体滑带土力学特性表

根据试验成果以及仅从宏观定性判断，该滑坡体目前处于基本稳定状态反推滑动面力学参数，其滑坡体稳定分析物理力学指标采用值见表2。

表2 滑坡体稳定分析物理力学指标采用值

为预测和评价该滑坡体的稳定状况，前期勘察成果在进行稳定分析计算所考虑的荷载有：1）基本荷载；2）附加荷载有饱水条件下及正常蓄水位条件下的静水压力，库水位骤降时的动水压力[3]。

工况选择：

工况1 天然状态，地下水位按钻孔揭露情况；

工况2 库水位148 m，地下水位按钻孔揭露情况反推地下水壅高水位；

工况3 库水位148 m骤降至130 m，假设地下水来不及排出而仍保持库水位148 m时的状况。

根据计算成果，结合滑坡体所处地质环境的综合分析，前期勘察成果的主要结论是：①工况1天然状态及工况2库水位148m，地下水位按钻孔揭露情况反推地下水壅高水位，滑坡处于稳定状态；②工况3库水位148 m骤降至130 m，假设地下水来不及排出而仍保持库水位148 m时的状况，滑坡安全系数为0.98，滑坡处于不稳定状态。

3 近坝左岸稳定问题评价

水库左岸140 m～125 m以下为岩质边坡，出露岩性为前寒武系变质岩系中厚层凝灰质砂岩、凝灰质粉砂岩夹绢云母绿泥石千枚岩及含炭质千枚岩，地表多呈强～弱风化，产状：N15°W～N40°E，NE～SE∠10°～25°，倾向左岸偏下游，为反向边坡，自然山坡坡度40°～45°。岸坡稳定性较好。高程100 m为原有公路，路宽4.5 m。

自溢洪道左岸上坝公路顺坡而下至东谷林场，为一临时进库公路（近坝段高程155 m～135 m），路基宽5 m，路内侧开挖边坡为1∶0.75～1∶1，该路基以上岸坡为残坡积碎石土，厚3 m～6 m，土质松～稍密，自然山坡坡度25°～30°，岸坡稳定性较好。在坝址上游左岸山坡，分布有较多山顶崩塌下来的碎块石、孤石，岩性为泥盆系跳马涧第一小组（D2t1）石英砂砾岩，硅质胶结，岩质坚硬，呈零散分布状。

近坝左岸边坡岩层反倾坡内，水库运行出现大体积滑坡或崩塌的可能性较小。但由于边坡岩体裂隙发育，可能组合不利组合，蓄水运行可能产生局部滑坡。同时左岸蓄水位以下分布有崩岸堆积体，蓄水运行后可能发生坍岸，易诱发上部山体崩塌，建议对近坝左岸边坡加强巡视检查，发现问题及时处理。

4 结论与建议

4.1 结论

东谷林场滑坡体及其下游近坝右岸边坡在工况1天然状态及工况2库水位148 m，地下水位按钻孔揭露情况反推地下水壅高水位，滑坡处于稳定状态；在工况3库水位148 m骤降至130 m，假设地下水来不及排出而仍保持库水位148 m时的状况，滑坡安全系数为0.98，滑坡处于不稳定状态。东谷林场滑坡体及其下游近坝右岸边坡稳定性差，威胁工程安全。

近坝左岸边坡岩层反倾坡内，水库运行出现大体积滑坡或崩塌的可能性较小。但由于边坡岩体裂隙发育，可能组合不利组合，蓄水运行可能产生局部滑坡。同时左岸蓄水位以下分布有崩岸堆积体，蓄水运行后可能发生坍岸，易诱发上部山体崩塌。

4.2 建议

东谷林场滑坡体及其下游近坝右岸边坡稳定性差，容易产生滑坡等灾害。由于滑坡体方量大，又临近大坝，蓄水后一旦再次发生破坏将会严重危及大坝安全，初设阶段建议对滑坡进行削坡减载方法处理：

①削坡减载方法宜采用自上而下分级开挖，每级高小于15 m，平台宽 5 m～8 m（便于施工），开挖坡比 1∶1；②施工过程中应及时支护，防止松弛变形区的进一步发展；③开挖边坡周边及施工完后每级平台应设置排水沟，并进行衬砌，坡面应设置排水孔或排水洞；④施工及运行期间建立完善的变形监测网络；⑤为确保电站运行安全，对滑坡体进行开挖处理后，应复核滑坡体稳定性。减载的土石可做为天然建材坝壳料，其中上部碎块石混合土可做坝壳石碴混合料，下部滑动岩体可做为石碴料。施工阶段是根据初设地质建议对滑坡体及近坝右岸坡进行削坡减载处理，减载的土石料作为天然建材坝壳料利用[4-5]。施工中，对滑坡体高程120 m～150 m范围采用自上而下分级开挖，进行了削坡减载工程处理。开挖揭露上部为块石、碎块石混合土，厚度5 m～10 m，做为坝壳石碴混合料；下部为滑动岩体，可做为石碴料，对下部滑动岩体仅进行了少量的爆破松动采挖，如采用大量爆破松动对滑坡体的稳定不利。开挖的碎块石混合土料作为石碴混合料填筑于大坝上游高程110 m～135 m范围坝壳，采挖方量约30万m3左右。

施工虽作了削坡减载处理，但由于削坡减载方量和减载范围小，且集中滑体或蠕变边坡体中部，对上部150 m～180 m高程边坡体稳定有不利影响。建议加强东谷林场滑坡体及其下游近坝右岸边坡体的检查观测，密切关注其变化，必要时采取工程措施进行处理。近坝左岸出现大体积滑坡或崩塌的可能性较小，但也不排除出现局部滑坡的可能性，建议加强巡视检查，发现问题及时处理。