江坪河水电站梅家台滑坡体安全监测与资料分析

陈俊生，曹云飞，孔 松，陶家祥，朱 杰

(1.南瑞集团有限公司，江苏 南京 211100；2.湖北能源集团溇水水电有限公司，湖北 恩施 445801)

1 工程概况

江坪河水电站位于湖北省恩施土家族苗族自治州鹤峰县走马镇的溇水上游河段，工程规模为一等大(1)型。枢纽工程由混凝土面板堆石坝、右岸2条开敞式洞室溢洪道和1条泄洪放空洞、左岸引水发电系统及岸边地面厂房组成。坝址下游河谷1～3 km范围内发育有新屋场、梅家台、天坑窝、谢家岭、瓦屋台等多个滑坡体和变形体，各滑坡和变形体在成因机制上具有高度一致性[1]。其中，梅家台滑坡体是重点治理对象。

梅家台滑坡体位于坝址下游约1.8 km处的左岸新屋场变形体内，2007年受强降雨影响发生滑坡而形成，塌滑及变形开裂的坡体面积达12万m2以上，约265万m3。岩体产状N10°～20°W，SW∠15°～25°，为斜交反向坡。滑坡体前缘剪出口高程约347 m，宽约190 m；后缘高程为834 m，相对高程达500 m以上。滑体纵长约740 m，主滑方向为S48°E。梅家台滑坡发生后，对其进行了综合治理，主要包括石方开挖、锚喷支护、抗滑桩、钢管桩、锚杆支护、锚索支护、格沟梁、马道混凝土等[2]，并设置了相应的安全监测项目，对治理效果和滑坡体稳定性进行评价。

2 梅家台滑坡体安全监测布置

根据梅家台滑坡体的地形地质条件，结合治理情况，主要设置了如下安全监测项目：

(1)内部变形监测。设置了测斜孔和多点位移计。在主要监测断面共设置了16个测斜孔；在540 m高程以上埋设了2组四点式位移计，540 m高程以下埋设了3组三点式位移计和1组四点式位移计。

(2)地下水位监测。在滑坡体不同高程共布置了6个地下水位观测孔，施工期采用便携式水位计进行测量。

(3)支护结构应力监测。根据不同区域边坡加固处理方式的不同，选择变形敏感部位和重点加固部位进行监测。锚杆监测选择断面以主要受力长锚杆作为监测对象，每根锚杆沿深度上布设1支或3支锚杆应力计，共埋设12组单点式锚杆应力计和10组三点式锚杆应力计；预应力锚索选择断面以主要受力的长锚索或大吨位锚索作为监测对象，安装锚索测力计进行监测，共安装了13台锚索测力计；钢筋桩监测选择在滑坡体540 m高程以下6、12号抗滑桩和1号公路外侧16、23号抗滑桩共埋设了36支钢筋计，监测抗滑桩竖向钢筋应力。梅家台滑坡体M1～M3监测断面布置见图1。

表1 多点位移计监测成果

图1 梅家台滑坡体主要监测断面布置(高程：m)

3 安全监测资料分析

3.1 深部变形

3.1.1多点位移计监测成果

图监测成果

3.1.2测斜孔监测成果

图3 INm2-2测斜孔累计位移-深度关系

测斜孔底部深入滑动面以下相对稳定的基岩，近似认为是不动点，作为变形基准点。采用活动测斜仪每0.5 m测读1组数据，以此作出随深度变化的累计位移曲线，即累计位移-深度曲线。限于篇幅，选择中部M2监测断面660 m高程的INm2-2测斜孔及366 m高程的INm2-7测斜孔进行分析，累计位移-深度曲线分别见图3、4。图3、4中，A向为垂直边坡方向，向临空面变形为正；B向为平行边坡方向，向边坡左侧变形为正。从图3、4可知：

(1)测斜孔INm2-2中，A向8～38 m深度向凌空面变形，呈“D”形分布，中部较大，最大位移为34.0 mm，发生在27.5 m深度。近2年的曲线分布规律基本一致，未出现明显滑动面，主要以蠕变变形为主；B向自2016年以来8 m深度以下变形较小，表层为向坡右侧变形，最大23.6 mm，无明显错动变形。

(2)测斜孔INm2-7中，A向和B向均呈“V”形分布，表现为向临空面和向边坡左侧变形。2016年以后位移分布曲线基本一致，说明该处变形已基本收敛。

表2 地下水位特征值统计 m

图4 INm2-7测斜孔累计位移-深度关系

3.2 地下水位

滑坡体共设置了7个水位孔。其中，OHm2- 4于2011年4月开始观测，其他6个孔于2010年11月观测。410 m高程的OHm2-5孔在2011年6月之后失效。滑坡体地下水位特征值统计见表2。从表2可知，各测点最高地下水位均低于孔口30 m以上，最高水位为630.5 m，位于661m高程的OHm2-2孔。2016年～2019年地下水位年变幅在4 m以内，岩体内排水较好，地下水位较稳定。地下水位典型变化过程见图5。

图5 地下水位典型变化

3.3 支护应力分析

3.3.1钢筋桩钢筋应力

在滑坡体540 m高程以下6、12号抗滑桩和1号公路外侧16、23号抗滑桩共埋设了36支钢筋计监测抗滑桩竖向钢筋应力。4个抗滑桩钢筋应力特征值统计见表3。从表3可知，绝大多数监测部位表现为受拉状态，最大拉应力为46.79 MPa，出现在16号抗滑桩，总体应力水平较低，且无明显趋势性变化。测点Rm3-1～ Rm3- 8监测的钢筋应力典型变化过程见图6。

表3 抗滑桩钢筋应力特征值统计 MPa

图6 抗滑桩钢筋应力典型变化过程

3.3.2锚杆应力

滑坡体共埋设了12组单点式锚杆应力计，10组三点式锚杆应力计。测得锚杆拉应力绝大部分在10 MPa以内，最大拉应力为32.3 MPa，总体应力值较低，且无明显趋势性变化。三点式锚杆应力测点ASm1- 07和 ASm1- 08监测的锚杆应力典型变化过程见图7。

图7 锚杆应力典型变化过程

3.3.3锚索荷载

表4 预应力锚索监测成果统计

图8 预应力锚索荷载典型变化过程

4 结 语

梅家台滑坡发生后，对其进行了开挖及支护治理，设置合理的安全监测项目，对治理效果和滑坡体稳定性进行评价。监测成果显示，滑坡岩体深部变形主要表现为蠕变，未发现明显的位错滑动现象，总体变形趋于收敛；地下水作为诱导滑坡的重要因素，其水位保持在较低水平，变化平稳，说明排水情况较好，有利于边坡的稳定；钢筋桩、锚杆、预应力锚索等支护结构受力不大，应力变化稳定，进一步说明了梅家台滑坡体通过综合治理取得了良好的效果，边坡总体稳定。此外，梅家台滑坡体个别部位的变形存在尚未收敛的情况，仍需继续加强观测。