果多水电站库区加赛堆积体稳定性计算及应对措施研究

王园栋 纵霄 张庆 单承康

摘 要：果多水电站下闸蓄水后，库区加赛堆积体前缘及后缘均出现裂缝，产生了蠕滑变形。本文采用刚体极限平衡法对堆积体进行了稳定性计算，并结合监测资料表明堆积体蠕滑形式为滑移型，试算结果显示堆积体沿滑裂面向库岸蠕滑一定距离后可达基本稳定状态，对此采取了以加强变形监测为主的应对措施。多年运行后，现场监测数据表明堆积体变形已基本稳定。

关键词：果多水电站 库区堆积体 刚体极限平衡法 蠕滑 变形监测

果多水电站位于西藏自治区昌都县境内，是扎曲流域规划方案中的第二级水电站，坝址区位于昌都县柴维乡果多村附近，距昌都地區约59km（公路里程）。工程以发电为主，总库容7959万m3，正常蓄水位3418m，最大坝高83m，装机容量160MW，回水至关门山上游大同村附近一带，长约19.6km。

果多水电站下闸蓄水后，库区加赛堆积体前缘及后缘均出现裂缝，后期逐渐加宽，并延伸连续呈圈椅状和形成错台。后续发展后缘裂缝全贯通，宽0.7～1.0m，错台高差0.8～1.2m。

1.加赛堆积体基本地质条件

1.1地形地貌

加赛堆积体位于果多水电站大坝上游2km处，天然状态下基本稳定，顺河向最大长435m，垂直河向最大宽约660m，分布高程3369～3725m，覆盖层最大厚度约70m，总体方量约865万m3。

平面上，堆积体呈三角形，为上游冲沟及下游基岩山脊与扎曲河所围限，其上游侧冲沟切割深可达5～30m;该堆积体从地形地貌上看，其上游侧与下游侧有明显区别。纵向上，堆积体呈典型的陡-缓-陡地形特征。

1.2变形迹象

根据现场地质勘测，加赛堆积体整体及局部变形明显，后缘及前缘裂缝呈贯通状态，堆积体发生整体蠕滑及前缘塌岸等变形现象。变形主要分为如下三个区。

变形Ⅰ区位于加赛堆积体前缘下游侧，该区出现多条顺河向裂缝，受前缘变形牵引影响，堆积体下游侧边界基覆界面附近也出现了多条裂缝。

变形Ⅱ区位于堆积体前缘上游侧，该区边坡后缘与上游、下游，呈弧形圈椅状发展，近于贯穿。

变形Ⅲ区位于堆积体后缘，该区后缘沟槽裂缝呈羽状多级分布于基岩与覆盖层接触带，下游侧边界山体裂缝多沿槽谷分布，后缘张裂缝呈弧形圈椅状展布，基本呈贯通状，见明显下错现象。

2.稳定性计算分析

2.1控制标准及计算方法

果多水电站工程为三等中型工程，大坝挡水、泄水及引水发电等主要水工建筑物级别为3级，加赛堆积体距离坝址约2km，类别为B类水库边坡。监测资料表明目前堆积体处于蠕滑状态，不会发生大范围高速滑坡，根据其重要程度、投资等因素综合考虑，边坡抗滑稳定安全系数取值如下：持久工况取1.10，短暂工况取1.05，偶然状况取1.00。稳定计算采用刚体极限平衡法。

2.2边坡变形失稳模式

根据钻孔揭露情况，堆积体内部以块碎石为主，但中下部总体夹有较厚的碎石混合土，前缘底部及河床分布河流冲积砂卵砾石层。块碎石一般较厚，结构略松散，块径较大，力学参数（f）值较高;碎石混合土砂土含量高，结构稍密，但遇水易软化，力学参数相对较低，碎石混合土层极易构成堆积体蓄水后滑移变形的薄弱面。从堆积体物质组成结合基岩接触形态分析，蓄水后堆积体主要可能有以下三种破坏模式：

①以堆积体与基岩接触面为底滑面，在河床底部剪出的整体稳定性破坏;

②以堆积体内部碎石混合土相对软弱层为滑动面的深层滑动;

③前缘塌岸模式。

根据堆积体测斜孔资料成果，堆积体以第②种模式滑动为控制性滑动模式。

2.3边坡稳定计算成果分析

计算结果显示，对滑动模式①，持久工况下安全系数完全满足边坡控制标准;对滑动模式②，在库水位上升至正常蓄水位时，持久及短暂工况安全系数约0.968～0.994，偶然工况约0.912～0.932。堆积体处于临界稳定状态，与堆积体变形监测资料相吻合;而滑动模式③安全系数明显低于安全控制标准。

2.4边坡蠕滑趋势推测分析

（1）蠕滑分析及假定方法。监测资料表明加赛堆积体处于蠕滑状态，堆积体将随着蠕滑过程不断调整自身体型，并最终达到基本稳定状态。根据《水工设计手册》第2版.第10卷中针对水库塌岸型式的归纳论述，并参照加赛堆积体相关监测资料分析，假定堆积体蠕滑形式为滑移型，即在库水作用下，岸坡岩土体朝临空方向发生整体滑移的库岸再造，针对堆积体在滑动模式②（沿软弱层滑动）及滑动模式③（前缘塌岸滑动）持久工况下，堆积体蠕滑至基本稳定时的情形进行试算。

（2）蠕滑分析结果。滑动模式②情形下，堆积体沿滑裂面向库岸方向蠕滑18～25m后达到基本稳定状态（安全系数K=1.052～1.054）;滑动模式③情形下，堆积体沿滑裂面向库岸方向蠕滑5～11m后达到基本稳定状态（安全系数K=1.050～1.070）。计算典型剖面如图1和图2所示。

图1典型剖面向库岸蠕滑18～25m后示意图（滑动模式②）K=1.052～1.054

图2典型剖面向库岸蠕滑5～11m后堆积体示意图（滑动模式③） K=1.050～1.070

3.应对措施分析

变形Ⅰ区从监测数据来看，该区边坡变形趋势明显。考虑到下步水位将抬升至正常蓄水位3418m，且将经历库水位在3413～3418m之间的变动影响以及汛期降雨影响等不利工况，可能会沿顺河向裂缝产生逐级牵引的小方量垮塌，不会影响水库的正常运行，对于居民安全，现场已采取措施将加赛村居民全部搬迁安置完成。

变形Ⅱ区滑体周圈裂缝已经基本形成，后缘见整体下错现象，现处于临界失稳状态，稳定性较差，虽变形速率在逐渐减小，但当水位继续抬升或下降时将会进一步影响其稳定性，当暴雨、地震等极端工况作用时，该区可能会加剧破坏。分析预测该区将以蠕滑塌岸的方式逐步调整至稳定，不会堵江和产生高速滑坡涌浪，不会对库区和大坝造成影响，因此可暂不采取处理措施，但需要做好警示工作，禁止人、畜进入滑坡范围。

变形Ⅲ区变形虽仍在持续发生，但变形速率在逐渐减小，经变形调整后会趋于稳定，分析认为，对水库和大坝影响不大。应加强对Ⅲ区的变形监测工作，持续观察其稳定情况。

4.结语

果多水电站下闸蓄水后，由于库岸再造影响，加赛堆积体产生了蠕滑变形，为保证当地居民生命财产安全及工程安全，开展了下述工作。

（1）及时开展堆积体变形监测，并反馈监测数据进行分析。

（2）采用刚体极限平衡法进行堆积体稳定计算分析，计算结果并结合监测数据表明堆积体蠕滑形式为滑移型，试算结果显示堆积体沿滑裂面向库岸蠕滑一定距离后可达基本稳定状态，预测变形最终趋于稳定，不会产生高速滑坡。

（3）针对堆积体三个变形区域采取了如下应对措施：变形Ⅰ区，为确保当地居民安全，将加赛村居民全部搬迁安置完成;变形Ⅱ区，做好警示工作，禁止人畜进入滑坡范围;变形Ⅲ区，加强变形监测工作，持续观察其稳定情况。

（4）多年运行后，现场监测数据表明加赛堆积体变形已基本稳定，与计算分析结果预期相符。

参考文献：

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