硗碛库区咔日沟1号滑坡成因分析及稳定性评价

陈全欢，余志平，张景顺，周光明

（中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司，四川成都 610072）

硗碛库区咔日沟1号滑坡成因分析及稳定性评价

陈全欢，余志平，张景顺，周光明

（中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司，四川成都 610072）

咔日沟1号滑坡位于硗碛库区，水库蓄水4年后因降雨诱发失稳。本文结合滑坡的演化过程分析、总结了咔日沟1号滑坡的成因，包括水库蓄水、开挖、堆载、降雨等因素。通过宏观地质分析及极限平衡法计算，对滑坡进行稳定性评价。对滑坡的发展趋势做出预测，并总结了本工程的经验教训。

滑坡；稳定性评价；极限平衡法；水库蓄水

0 前 言

硗碛水电站是宝兴河流域梯级开发的龙头水库工程，水库正常蓄水位2 140 m，死水位2 060 m，总库容约2.12亿m3，具有年调节能力。2006年12月5日水库开始初期蓄水，2007年底水库最高蓄水至2 125 m。2007年底坝体竣工后，水库进入二期蓄水并正常投运，2008年水库最高蓄水至正常水位2 140 m。水库每年5～11月为蓄水期，12月～翌年4月为供水期，水库运行平均水位见图1。

图1 硗碛水库运行平均水位曲线

2010年10月，库区咔日沟1号滑坡发生后，导致环库公路约110m路段地基下滑，中断交通超过1年，临近的居民点1处民房及挡墙损坏。为保证环库公路及附近居民点的安全，有必要对滑坡的成因及其稳定性进行分析评价。

1 咔日沟1号滑坡特征

1.1 滑坡边界条件

咔日沟1号滑坡位于硗碛库区咔日沟支库左岸沟口处，顺坡长约310 m，宽约70～110 m，后缘高程约2 237 m，前缘高程约2 090 m。下游侧及坡顶为一居民点，环库公路从滑坡后缘约2 217 m高程通过，2 135 m高程以下为大坝填筑土料开挖区。咔日沟1号滑坡地质平面见图2。

1.2 滑坡形态

据现场地质调查，滑坡后壁、两侧壁及滑坡堆积范围清晰。2 237～2 180 m高程为滑坡后壁，壁面起伏光滑，走向约NW 34°，倾角约34°～44°。2 180～2 090 m高程为滑坡堆积区，坡度20°～25°。前缘剪出口位置在2 130 m高程附近。滑坡范围顺坡长约310 m，宽约70～110 m，面积约2.5万m2，体积约28万m3。

图2 咔日沟1号滑坡地质平面

1.3 滑坡体特征

滑坡体厚度一般10～21.8 m，按其成因、组成、结构特征、性状，可分为碎砾石土、含块碎石土和块碎石土等3类。碎砾石土呈黄褐色～灰色，稍湿～湿，结构较密实，系冰缘冻融堆积物。块碎石土呈灰～灰黄色，稍湿～湿，结构较松散，系强风化、强卸荷的千枚岩倾倒变形体滑坡后的堆积物。含块碎石土呈灰～灰黄色，稍湿～湿，结构较松散，系坡积、冰缘冻融堆积和人工堆积混杂堆积物。

1.4 滑床特征

滑床物质主要为强风化强卸荷的千枚岩，岩体呈碎块状，灰黑色，强度低，岩芯经扰动后呈泥状或碎块碎粉状。滑床面总体上向南西倾斜，滑床面呈后陡前缓的近似圆弧形，滑坡整体滑动方向约南偏西48°。

1.5 滑动带特征

钻孔揭露滑坡是于倾倒变形的千枚岩岩体内部滑动，在部分钻孔中可见到较明显的滑带。据滑坡范围内4个勘探钻孔均进入较完整基岩，结合滑坡前缘剪出口位置，滑坡存在更深层滑面的可能性小。

根据滑坡侧壁及前缘剪出口滑带土特征及钻孔取芯情况判断，滑带的厚度大多介于1～3m之间，滑带土为灰黑～黑色千枚岩碎块，钻孔岩芯中可以见到较明显的擦痕，滑带土的湿度较大，呈可塑状态，强度较低。

2 滑坡演化过程及成因分析

2.1 滑坡演化过程

2006年12月之前，边坡前缘2 135 m高程以下作为料场被开挖（开挖高度约20 m），边坡上部没有出现变形破坏迹象。水库蓄水初期边坡仍然没有出现明显的变形破坏。2010年10月，水库蓄水约4年后，在库水位反复升降作用及暴雨影响下产生滑坡。从2010年10月至今滑坡曾多次显著滑移，失稳时间主要在雨季。据参照物在滑坡前后所处位置的变化判断，滑移距离大于60 m。现今滑坡体仍不稳定，主要表现为缓慢蠕动滑移，失稳时段多在雨季或库水位下降过程中。

2.2 滑坡成因分析

边坡前缘2 135 m高程以下开挖形成高约20 m，坡度约35°～40°的临空面，加之上部修建环库公路时坡面弃渣影响，降低了边坡的稳定性。水库蓄水后近4年内未发生滑坡，说明蓄水进一步降低边坡稳定性，边坡处于欠稳定状态。2010年10月滑坡发生时，水库处于正常蓄水位且正值雨季，说明降雨直接诱发滑坡。

根据滑坡演化过程，结合地形地质条件，综合分析认为，产生滑坡的主要原因有4点：（1）前缘开挖坡脚；（2）水库蓄水；（3）降雨；（4）坡面堆载。

3 滑坡稳定性评价

3.1 定性分析

咔日沟1号滑坡目前仍未稳定，主要表现为雨季或库水位下降过程中缓慢蠕动滑移，处于欠稳定～不稳定状态。在暴雨、持续降雨及库水位升降变化过程中，滑坡体存在局部或整体失稳的可能性，失稳模式主要为缓慢蠕动滑移，不会产生高速下滑。此外，由于滑坡后壁为倾倒变形的千枚岩，岩体破碎，后缘临空面易受牵引形成次级滑动。

3.2 极限平衡法分析

3.2.1 计算方法

极限平衡法分析根据勘探揭示的滑面，选用简化毕肖普法计算岸坡的安全系数。

3.2.2 计算参数

依据试验成果并结合反演分析，提出岸坡稳定性分析计算的参数，见表1。

表1 咔日沟1号滑坡计算材料参数取值

3.2.3 计算工况与计算成果

计算考虑了滑坡演化过程、水库运行情况、地震作用以及降雨等多种因素。选取天然状态、天然状态＋暴雨、天然状态＋地震、正常蓄水位、正常蓄水位＋暴雨；正常蓄水位＋地震、库水位骤降等7种计算工况。选取1剖面分别计算蓄水前、蓄水后未滑坡以及滑坡发生后不同时期的边坡稳定性，计算剖面见图3、4，计算成果见表2。

计算成果表明：蓄水前，边坡安全系数在1.129～1.227之间，处于基本稳定～稳定状态。水库蓄水后，边坡安全系数在0.935～1.023之间，正常情况下处于欠稳定状态，短暂或偶然工况下不稳定。滑坡发生时，正对应正常蓄水位叠加暴雨的短暂工况，计算结果与实际情形相符。滑坡发生后，滑坡安全系数在0.977～1.073之间，较滑坡发生前略有增大，但在正常蓄水位叠加暴雨工况以及正常蓄水位叠加地震工况下仍处于不稳定状态。

图3 咔日沟1号滑坡稳定性计算1剖面（滑坡前）

图4 咔日沟1号滑坡稳定性计算1剖面（滑坡后）

表2 咔日沟1号滑坡1剖面稳定性计算结果

3.3 稳定性评价

根据宏观地质分析及稳定性计算，滑坡体目前整体处于欠稳定～不稳定状态。受库水位的周期性涨落及降雨等的影响，滑坡体将呈间歇性蠕动滑移。需要注意的是，滑坡后壁倾倒变形的千枚岩岩体破碎，临空面易产生次级滑坡，影响环库公路及居民点的安全。

4 结 语

（1）咔日沟1号滑坡的成因主要包括坡脚开挖、坡面堆载、水库蓄水以及降雨等4个因素。坡脚开挖、坡面堆载和水库蓄水降低了边坡稳定性，降雨直接诱发了滑坡。

（2）咔日沟1号滑坡目前整体处于欠稳定～不稳定状态。滑坡边界清晰，对环库公路影响较大，但不影响居民点的整体稳定性。由于滑坡紧临居民点，若后缘临空面形成次级滑动，将导致后缘边界附近的环库公路、挡墙、房屋受损，需采取相应的工程治理措施。

（3）本工程中料场开采形成的开挖边坡，以及修建环库公路时弃渣都是导致滑坡的因素，今后工程中应吸取经验教训，采取适当的工程保护措施，避免类似情况发生。

（4）鉴于本工程中滑坡的形成以及对环库公路、居民点的影响，在库区进行工程建设时，应重视勘察工作。

（5）针对滑坡稳定性计算结果与滑坡演化过程对比分析，计算结果与实际情况基本吻合。说明计算方法和岩土体参数的选取基本合理，可供类似工程借鉴。

［1]张景顺，陈全欢.四川宝兴河硗碛水电站库区丰收、铁塔居民点场地稳定性研究报告［R］.成都：中国水电顾问集团成都勘测设计研究院，2013.

［2]张志鹏.宝兴县硗碛水电站咔日沟3号堆积体塌岸预测研究［D］.成都：西南交通大学，2009：32-62.

［3]贺可强，王荣鲁等.堆积层滑坡的地下水加卸载动力作用规律及其位移动力学预测［J］.岩石力学与工程学报，2008，27（8）：1644-1651.

［4]郑颖人，唐晓松.库水作用下的边（滑）坡稳定性分析［J］.岩土工程学报，2007，29（8）：1115-1121.

［5]刘新喜，夏元友，等.库水位骤降时的滑坡稳定性评价方法研究［J］.岩土力学，2005，26（9）：1427-1431.

P642.22

B

1003-9805（2015）04-0058-04

2015-06-29

陈全欢（1962-），男，湖北武汉人，工程师，从事水电水利工程勘察设计工作。