滑坡对水洛河新藏水电站水库运行的影响分析

汪永红,朱李英

（1.四川省清源工程咨询公司；2.四川水利职业技术学院,成都 610000）

1 工程概况

水洛河新藏水电站位于四川省凉山州木里县境内，电站采用引水式发电，初拟装机容量186MW。目前正处于勘测设计阶段。拟设计大坝壅水高15m，正常蓄水位为2169m，水库长2.2km，库容约138.9万m3。大坝上游发育一古滑坡（沾固滑坡），滑坡总体方量约50万m³，位于库区内，距离坝轴线约750m，正常蓄水位正好位于滑体的中下部。滑坡的稳定性关系到水库的运行和大坝的安全，所以分析其稳定性是非常必要的。

2 滑坡特征

沾固滑坡位于大坝上游约750m。滑坡顺河分布，前缘宽约200m，地形总体前陡后缓，呈明显的圈椅状，前缘坡度30～40º，后缘坡度20～30º。滑坡前缘抵达河床，后缘高程为2260m，滑体长约210m，推测平均厚约15～20m，总体方量约50万m3。滑体成分以灰色、灰黄色碎砾石土为主，其中碎砾石含量约沾40～45%，粒径一般2～5cm，母岩岩性为蚀变安山岩，多呈弱～微风化，棱角～次棱角状，其余为粉土，结构松散～稍密。滑坡后缘岸坡以崩坡积堆积体为主，推测厚度3～5m。下覆为基岩，岩性为三叠系下统领麦沟组(T1l)灰绿色蚀变安山岩夹凝灰质板岩、少量薄层灰岩。据试验资料表明，岩石饱和抗压强度为49～77MPa，平均为60MPa，软化系数0.68～0.83，属坚硬岩，岩石抗风化能力较强。根据地质调查结果表明：滑体物质大部分进入到离河面高约50m的公路高程及其以下部位，滑坡前缘抵达河床，滑坡体中后缘零星可见基岩滑床出露；后期沿线公路修建挖除了部分公路高程的滑体物质，未见新增的滑坡拉裂缝，该滑坡现状整体稳定性较好。

3 滑坡稳定性计算

3.1 整体稳定性计算

根据《水电水利工程边坡设计规范》(DL/T5353-2006)，该段边坡可定义为可能发生滑坡危及2级建筑物安全的A类II级边坡。按规范要求，边坡安全系数要求分别为持久状况1.25～1.15，短暂状况1.15～1.05，偶然状况 1.05。

边坡稳定计算时选取了1-1、2-2两条前缘地形较陡，且覆盖层较深并具有代表性的断面作为计算剖面，计算荷载包括自重(浸润线以下为饱和容重，以上为天然容重)、孔隙水压力、地震惯性力等。各土层材料计算参数按土工试验成果并类比其它工程采用，详见表1。

表1 边坡稳定计算参数表

各部位边坡稳定安全计算分析工况分别按蓄水前正常工况、降雨工况（考虑岩体饱和）和地震工况及蓄水后正常蓄水工况、库水降落工况、蓄水+降雨工况、蓄水+地震工况。计算程序采用水利水电科学研究院陈祖煜教授编制的《土质边坡稳定分析系统Stab》，按刚体极限平衡分析方法进行计算，采用计分块力平衡及分块力矩平衡的摩根斯坦-普瑞斯法，对其蓄水前后库岸不采取任何支护措施的前提下，在各种工况下的安全性作出评价。对于地震情况的核算，采用《水工建筑物抗震设计规范》DL5073-2000中规定，考虑加速度为多边形分布的水平与竖向地震惯性力影响。计算剖面见图1、图2，计算结果见表2。

通过上述计算成果分析：

（1）滑坡在天然状况(水库蓄水前)、水库正常蓄水位两种工况时对应持久状况，边坡设计安全系数应该大于1.15。据此判定该边坡在天然状况满足规范要求。

（2）天然状况(水库蓄水前)+遭遇暴雨、水库正常蓄水+遭遇暴雨等工况时对应短暂状况，边坡设计安全系数应该大于1.05。两个计算剖面满足规范要求。

图 1 计 算 剖 面

图 2 计 算 剖 面

表2 沾古滑坡稳定性计算结果表

表3 沾古滑坡塌岸预测计算成果表

（3）天然状况(水库蓄水前)+地震、正常蓄水位+地震两种工况对应偶然状况，边坡设计安全系数需要达到1.05，两种工况计算满足要求。

（4）由于水库壅水不高，加上该段库岸堆积体渗透系数较大，堆积体前缘土体厚度较小，排水条件好，库水位的降落速度小于坡积体的渗透系数，库水降落时边坡内的水位可以自由排出，自坡内向坡外的渗透力作用较弱，库水位下降对边坡的安全系数影响不大。

综合上述计算结果表明：滑坡在蓄水前在自然状态下整体处于稳定状态，水库蓄水运行后假设库岸不采取任何处理措施前提下，各种不利工况下稳定性系数大多大于规范允许值，综合所有计算工况结合宏观定性分析认为，水库蓄水后，岸坡整体稳定。

3.2 浅表部塌岸分析

通过3.1计算结果显示，水库蓄水后前缘壅水高度约15m，对该滑坡整体稳定影响较小，但滑坡表层土体较松散，且植被不发育，库水位变化及涌浪的影响，浅表部可能存在塌岸现象。下面对水库运行对滑坡塌岸进行分析。

塌岸宽度预测是将松散堆积层岸坡视为均质岸坡，采用图解法或E·Г·卡丘金于1949年提出的库岸最终塌岸预测宽度计算公式，见式1，参数采用工程类比法。计算结果见表3。

式中：St—塌岸宽度(m)； N—与土颗粒大小有关的系数；

A— 库岸水位变化(m)；B— 正常高水位与非结冰期间的低水位之差；

hB—浪击高度或爬高m； hP—暴风时波浪的影响深度；

hs—保证率为10%～20%的最高水位以上的岸高； α— 岸坡水下稳定坡角(°)；

β—岸坡水上稳定坡角(°)； γ— 原始岸坡坡角(°)。

塌岸计算结果表明：预测塌岸总方量约8～10万m3。由于水库为日调节型水库，枯水季节水库调节时水位来回频繁变动，塌岸速率较快，导致短期内塌岸入库的方量可能较大，不仅侵沾有效库容，而且塌岸造成边坡后退，易引起岸坡下部及前缘出现牵引变形，影响岸坡整体稳定，对水库正常运行有较大影响，因此水库蓄水前应对塌岸预防采取适当处理措施。

4 结语

根据以上计算分析结果表明：

（1）滑坡在蓄水前、蓄水后及地震工况下安全系数均能满足规范要求，因此水库蓄水后滑坡整体稳定性较好，对水库运行不构成影响。

（2）滑坡表层土体较松散，浅表部存在存在塌岸现象，预测塌岸总方量约8～10万m3，对水库正常运行有一定影响，因此建议在水库蓄水前采取工程处理措施。

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