新荣地水电站滑坡勘察及稳定性分析

2022-11-27 06:08张新兴
广西水利水电 2022年4期
关键词:马道后缘滑坡体

张新兴

(广西水利电力勘测设计研究院有限责任公司,南宁 530023)

1 工程概况[1]

融水县新荣地电站滑坡位于副厂房东北侧,与副厂房一路(宽约7 m)之隔。受水电站工程建设活动影响,滑坡发生之前整个人工边坡长约67.0 m,开挖高度约22 m,按两级开挖,开挖坡比1∶1.2,边坡中部214 m高程设置马道(宽约3.5 m),分别于高程266.7、232.0~234.0 m 处设置了两条截水沟。边坡采用浆砌石挡墙(坡脚)+挂网喷砼(坡面)支护。马道附近设置了两个减压洞,洞口呈城门洞型,高1.8~2.0 m,宽2.1~2.2 m,进口段长4.6~5.0 m 采用混凝土衬砌,往里隧洞呈近长方形,且高度逐渐降低,采用钢拱架支护。边坡支护于2011年完成,2020年6~7 月强降雨后,边坡先后发生两次滑坡,滑坡体主要位于两减压洞之间(见图1)。为进一步查明滑坡的位置、分布范围、滑坡发生的原因,以及分析评估现状滑坡的稳定性,对滑坡采用了多种综合勘察方法。

2 滑坡区工程地质条件

(1)地质构造及地震效应。场区滑坡范围未见断层及大规模褶皱发育,整体呈单斜构造,根据地质测绘成果,岩层产状N65°~75°W,SW∠20°~35°,由于岩体层薄质软,岩层倾角扭曲变化较为频繁。主要发育两组“X”型节理。①J1:N60°~70°W,SW∠66°~80°,节理面起伏粗糙,微张,褐黄色渲染,充填岩屑、泥质,延伸长度一般1~5 m,节理间距0.3~0.8 m;②J2:N35°~50°E,⊥,节理面平直粗糙,微张,褐黄色渲染,充填岩屑、泥质,延伸长度一般1~3 m,节理间距0.1~0.2 m。根据《中国地震动参数区划图》(GB 18306-2015)和《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2010),本区地震动峰值加速度为0.05 g,反应谱特征周期为0.35 s,对应地震基本烈度为Ⅵ度。近场区及场址区无地震活动记载,工程区区域地质构造稳定性较好。

(2)地层岩性。根据地质调绘及钻孔揭露情况,滑坡区地层从上至下依次为第四系残坡积物(Qedl)、下板溪群(Pta)。①第四系残坡积物(Qdel):为含碎石粉质黏土,褐黄色为主,层厚1.5~3.5 m;②下板溪群(Pta):薄层状夹中厚层状片岩夹少量变粒岩,强风化呈褐黄色、浅黄色,弱风化呈灰色、青灰色。

(3)水文地质条件。本厂区为丘陵坡地,现坡体表面植被茂密,未见明显地表水发育。由于边坡下部存在无压发电洞,大幅降低了坡内的地下水位。根据现场地质调绘结果,均未发现有地下水从边坡流出,马道附近的两个减压洞也未发现有渗水痕迹,推测坡体地下水位高程约200.0 m。

3 滑坡勘察方法

勘察采取工程地质调查与测绘、工程测量、钻探、物探等综合勘察方法。根据现场边坡的滑坡形态特征,沿滑坡滑动方向布置2 条勘探线,间距14 m,每条勘探线上布置3~4 个钻孔,钻孔间距7~15 m,共布置8 个钻孔,孔深2.0~6.0 m。由于边坡较陡,且滑坡体极不稳定,为了不扰动滑坡体,采用轻便钻机进行钻探,以查清滑坡体滑动面埋深、覆盖层厚度及岩体特征等。为查明滑面的分布深度等,共布置4条高密度测试剖面,3条沿边坡走向按不同高程布置,1条垂直于坡面走向布置。

4 滑坡稳定性分析与评价

4.1 滑坡发育特征及历史

4.1.1 滑坡形态特征

该滑坡类型属堆积层(土质)滑坡与顺层滑坡混合,具有下列形态要素及特征:

(1)滑坡体。滑坡体前缘宽约38 m,纵向(主滑向,大致为203°)长约28 m,根据钻孔情况及物探测试成果,滑体厚度为1.0 m~3.5 m,滑坡面积约1000 m2,体积约3000 m3,属小型滑坡。滑坡体地形较陡,坡度一般为30°~40°。坡面凹凸不平,滑坡后缘呈台阶状,滑坡后缘壁及后缘平台明显。组成滑体岩性为第四系滑坡堆积层(Qdel)含碎石粉质黏土及碎块石,并混杂有钢筋网、喷砼碎块等,含碎块石粉质黏土呈稍湿,松散状,含10%~40%碎石,分布不均匀,局部含量低,呈棱角状、片状,粒径以20~200 mm为主,成分为强风化片岩、变粒岩为主,土质黏性较差。整体来看马道以上及滑体东侧粉质黏土含量较高,马道以下及坡角基本以碎片状片岩为主。

(2)滑动带与滑床面。滑动带厚度0.2~0.5 m,马道以上滑面主要由含碎石粉质黏土组成,呈稍湿~湿(雨季以湿为主),松散状,土体在滑动过程中受挤压剪切破坏,排列混乱,滑动面光滑。马道以下滑面主要为层面及裂隙面,呈直线型或折线性形,滑面光滑,充填岩屑或泥质。滑床呈圆弧形~折线形,主要由残坡积物或层面充填物组成。

(3)滑坡周界。滑坡周界清晰,平面上大致呈圈椅状,周长约160 m。后缘及两侧裂缝新鲜,后缘向下滑移深约1.2 m。

(4)滑坡壁。滑坡后壁基本沿坡顶截水沟发育,总体呈直线形,壁高约1.2 m,坡度50°~75°,岩性为含碎石粉质黏土。滑坡两侧壁不明显,多呈裂缝状。

(5)滑坡裂缝。滑坡后缘及两侧裂缝很发育,主要为拉张裂缝,宽一般为5~20 cm,延伸长度一般10~30 m。

(6)滑坡前缘。滑坡前缘主要位于坡脚附近,岩性主要为弱风化片岩,原有挂网喷混凝土明显鼓胀开裂。

4.1.2 滑坡发育历史

根据调查,边坡自2011 年施工完至2020 年均未发现有明显的滑动开裂现象,2020 年6 月大暴雨后,开始滑塌且主要为266.7 m 高程附近排水沟往下滑动,形成了清晰的滑动后缘,高度约1.2 m,近直立;2020年7月大雨过后已滑动的滑体再次滑动,于225.0 m高程附近形成了后缘陡坎,高约2.0 m(见图2)。西北侧1#减压洞上部原喷砼已明显变形开裂,下部土体出现掏空(见图3),1#减压洞附近马道外侧约0.5~1.0 m明显下挫,形成高1.5~1.8 m陡坎(见图4),滑动体下部坡脚喷砼明显鼓胀开裂(见图5),但坡脚浆砌石挡墙现状良好,未见变形、位移及开裂情况。

4.2 滑坡稳定性分析

4.2.1 定性分析

滑坡现状地形较陡,坡度为30°~40°,高差约20 m。组成滑坡体的物质为第四系滑坡堆积层(Qdel)混碎块石粉质黏土、碎块石,厚度为1.0~3.5 m,土体已受滑动扰动,结构较松散。滑体坡面有坍塌现象,两侧及后缘裂缝发育,雨季地表水易冲刷坡面并沿裂缝下渗边坡,软化边坡岩土体,易发生坍塌、滑坡等不良地质作用。该边坡高陡的地形条件、松散的滑坡堆积层和发育的不良地质作用对滑坡稳定不利。另外边坡为岩土混合边坡,岩层走向平行边坡走向,倾向坡外,为顺向坡,开挖坡度陡于岩层倾角,岩层薄,易发生顺层滑动。综合分析可以得出,该滑坡现状整体稳定性差。目前为旱季,边坡处于临界状态,雨季来临,在雨水冲刷、下渗作用下边坡滑塌范围易进一步扩大。

4.2.2 定量分析

(1)计算方法。因滑坡体以含碎石粉质黏土及碎块石为主,混杂有钢筋网、喷砼碎块整体较为松散,因此采用圆弧滑动法对滑坡的稳定性进行定量计算分析,以勘察所得滑面作为指定滑面,选取代表性剖面6-6'计算其边坡稳定系数。对于未发生滑动边坡选取代表性剖面7-7',指定层面作为潜在滑面计算其边坡稳定系数。计算工况采用天然工况和暴雨工况。本区地震基本烈度为Ⅵ度,地震动峰值加速度为0.05 g,对边坡稳定性影响较小,分析不考虑地震影响。

(2)计算参数的选择。根据土工试验成果、反算法和工程类比,并结合当地建筑经验,滑坡计算时各岩土层的物理力学参数值如表1所示。

表1 边坡稳定性计算参数建议值

(3)计算结果及分析。计算结果见表2。

表2 滑坡稳定性计算结果

根据计算结果并参考《滑坡防治工程勘查规范》(GB/T 32864-2016)表7 可知,6-6'剖面在天然工况和暴雨工况下,边坡处于不稳定状态;7-7'剖面在天然工况下,边坡处于稳定状态,暴雨工况边坡处于欠稳定状态。分析结果表明:滑坡体现状处于不稳定状态,滑坡后缘较陡,为土质边坡,一旦遭遇降雨极有可能引起上部土质边坡发生滑塌;未滑动边坡虽然在正常情况下处于稳定状态,但如遇强降雨,边坡存在发生滑塌的风险。

5 结语

根据滑坡体积和滑体厚度,本工程滑坡为浅层小型滑坡,根据边坡岩土结构分类属于残坡积层与顺层混合型滑坡,根据滑动方式,属于推移式滑坡。对滑坡稳定性进行分析,结果表明:该滑坡处于不稳定状态,需进行工程处理。

边坡工程处理可采用削坡减载处理方案,基岩边坡建议按岩层倾角(30°)进行放坡处理,土质边坡建议按1∶1.5 坡比进行放坡,或采用分级新建挡墙+放坡的方式,并对坡面进行防渗排水措施,于坡顶设置截水沟,并保证截水沟耐久性,定期对截水沟进行巡视清理;也可采用加固措施,建议对滑坡面进行平整夯实,采用框格梁+锚筋桩进行边坡加固,锚筋桩末端建议进入弱风化基岩一定深度,并穿过推测潜在滑动面,同时在框格梁内种植草皮,防止雨水冲刷。对于未滑动边坡,建议补充现状边坡排水孔,并对边坡进行变形监测。

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