念生墾溝堆積體綜合治理效果

陳 劍

（中國水利水電建設(shè)工程咨詢西北公司 陜西 西安 710075）

1 堆積體地形地貌

念生墾溝堆積體位于金沙江中游某水電站壩前右岸的寬緩溝谷中，從前緣（金沙江邊）至后緣呈長“喇叭”型分布，高程從1500m至1700m，地形上大致以高程1610m為界構(gòu)成兩級(jí)緩坡臺(tái)地，屬?zèng)_積、洪積、坡積、冰磧和崩塌及滑坡堆積等混合成因的堆積體，堆積物厚度一般30m～60m，總方量約1.7×107m3，堆積體天然狀態(tài)處于穩(wěn)定狀態(tài)。堆積體前沿布置水電站導(dǎo)流洞進(jìn)口明渠，底寬68m，底部高程為1500m，開挖成型邊坡為1∶1 和 1∶1.5。

2 堆積體滑移過程及成因分析

2.1 堆積體滑移過程

2008年5月～8月，局部變形。右岸上游中線公路終端部位出現(xiàn)幾處邊坡鼓裂和路基開裂情況，EL.1690m平臺(tái)出現(xiàn)不均勻沉陷和未貫通小裂縫。主要成因?yàn)閷?dǎo)流洞進(jìn)口明渠開挖對(duì)堆積體進(jìn)行切腳開挖：6月、7月、8月共開挖1.1×106m3，明渠部位（堆積體前沿）最大切深約45m（EL.1565m→EL.1520m）；

2008年9月份開始，堆積體出現(xiàn)了不同程度大面積的變形和滑移現(xiàn)象。堆積體后緣處裂縫錯(cuò)臺(tái)30多cm，堆積體中部最大錯(cuò)臺(tái)也超過30cm，主滑區(qū)（強(qiáng)烈變形區(qū)）水平位移速率最大約170mm/d。強(qiáng)烈變形區(qū)長度800m～900m，寬度180m～200m，厚度30m～60m，體積約9.0×106m3。主要原因?yàn)榉治鋈缦拢?/p>

（1）導(dǎo)流洞進(jìn)口明渠繼續(xù)開挖：2008年底，堆積體前緣部位明渠已開挖至1510m高程，形成一個(gè)近SN向的深槽，長約350m，開口寬300m，槽底寬90m，最深處與原始地形高差35m，導(dǎo)流洞明渠外側(cè)變坡部位開挖邊坡已基本形成，最高開挖邊坡坡頂高程1603.5m，高差93m，內(nèi)側(cè)邊坡仍在開挖之中。

（2）堆積體沖溝、平臺(tái)堆渣：堆積體右側(cè)堆積了導(dǎo)流明渠棄渣，共1.0×105m3；堆積體右側(cè)中下部堆積了1.5×105m3的導(dǎo)流洞洞挖料，前緣堆積高度約10m；堆積體中部堆積棄渣約2.0×105m3。同時(shí)在堆積體后緣原規(guī)劃的1#承包商營地場地平整工作已完成，中、前緣部分為回填最大填方厚度15m～20m。

（3）此時(shí)，工區(qū)已經(jīng)是雨季，地表水增加，導(dǎo)致堆積體地下水位明顯上升。

綜上，念生墾堆積體發(fā)生滑移，其主要成因是切腳、加載、地下水位升高及其它的如擾動(dòng)等因素造成的。

3 堆積體綜合治理方案

針對(duì)發(fā)生滑移的主要成因，采取了以下主要綜合治理措施：

3.1 排水

排水措施是念生墾溝堆積體治理的重要手段，排水設(shè)施包括地下與地表排水，降低地下水位對(duì)堆積體的穩(wěn)定有著很大的作用。地表排水主要采用排水孔、降水井、截水溝進(jìn)行，地下排水主要采用排水洞，共3層，分別布置于在堆積體下部EL.1564m、EL.1614m、EL.1645m，洞徑為4m×5m。

3.2 減載

（1）EL.1580m～EL.1700m之間堆積體減載，在堆積體EL.1580m設(shè)置平臺(tái)，EL.1600m設(shè)置30m寬馬道，兩層之間坡度1∶2.5；EL.1600m以上在EL.1620m設(shè)置一臺(tái)寬度6m的馬道，開挖坡度為1∶2～1∶4。本區(qū)域減載總方量約1.5×106m3。

（2）EL.1580m以下邊坡減載，本區(qū)域與導(dǎo)流洞進(jìn)口明渠邊坡連接，與導(dǎo)流洞進(jìn)口明渠開挖同時(shí)進(jìn)行，其水平開挖深度約20m～50m，平均綜合開挖坡比1∶3，該區(qū)域開挖的主要原則為清除坡面較為明顯的凸起，使坡面平順。該區(qū)域減載總量約 1×106m3。

（3）堆積體左右側(cè)局部減載 5.7×105m3。

3.3 抗滑支擋措施

（1）導(dǎo)流洞明渠右側(cè)抗滑支擋措施。導(dǎo)流洞進(jìn)口明渠位于念生墾溝堆積體上，明渠右側(cè)長320m，襯砌后底板高程EL.1500m，為保證明渠右側(cè)的念生墾溝堆積體在各種工況下的穩(wěn)定，沿明渠底板右側(cè)邊緣布置兩排抗滑樁，樁高在30m～48m之間，深入最低滑動(dòng)面以下13m～16m。EL.1510m高程以下堆積體厚17m～32m，在導(dǎo)流洞明渠底板以上至樁頂EL.1510m之間設(shè)置3排3000kN級(jí)預(yù)應(yīng)力錨索，錨索錨入強(qiáng)風(fēng)化、部分弱風(fēng)化基巖，長度50m～60m，形成樁錨結(jié)構(gòu)。根據(jù)抗滑樁受力特點(diǎn)及施工條件，抗滑樁D=2.2m，布置成兩排，樁頂使用鋼筋混凝土聯(lián)系梁進(jìn)行連接，中心間距4.4m，共布置抗滑樁88根（其中Ⅰ期74根，Ⅲ期14根）。在EL.1510.0m～EL.1530.0m之間邊坡上布置2000kN級(jí)預(yù)應(yīng)力錨索和貼坡混凝土，形成錨拉板結(jié)構(gòu)，分擔(dān)滑動(dòng)力，另外也可防止堆積體從EL.1510.0m以上滑出。

（2）EL.1600m高程抗滑支擋措施。在開挖形成的EL1600.0m高程平臺(tái)上布置抗滑樁，樁長在26m～50m之間，深入最低滑動(dòng)面以下10m～18m?？够瑯缎褪讲捎脤?dǎo)流洞明渠右側(cè)采用的抗滑樁，孔徑為2.2m，在樁頂EL.1600m～EL.1595m之間設(shè)置2排2000kN級(jí)預(yù)應(yīng)力錨索，錨索錨入強(qiáng)風(fēng)化、部分弱風(fēng)化基巖，長度50m～60m，形成樁錨結(jié)構(gòu)。根據(jù)抗滑樁受力特點(diǎn)及施工條件，抗滑樁布置成兩排，兩排樁之間使用鋼筋混凝土聯(lián)系梁進(jìn)行連接，形成框架結(jié)構(gòu)受力，中心間距3m和4m，共布置抗滑樁100根（其中Ⅰ期41根，Ⅲ期59根），每根樁樁頂設(shè)置2000KN錨索，形成樁錨結(jié)構(gòu)。為增加抗滑力，在EL.1600.0m～EL.1640.0m之間邊坡上布置2000kN級(jí)預(yù)應(yīng)力錨索和貼坡混凝土，形成錨拉板結(jié)構(gòu)。

（3）EL.1690m高程抗滑支擋措施。為了防止堆積體后緣部分的滑移體向下滑動(dòng)時(shí)傳遞至EL.1600.0m的抗滑樁和錨拉板，致使EL.1600.0m的抗滑支擋措施受力過大，破壞已經(jīng)形成抗滑支擋措施，于EL.1690m高程增加Ⅱ、Ⅲ期抗滑支擋措施，共設(shè)置26根截面尺寸為3m×5m和3m×6m鋼筋混凝土樁，每根樁頂設(shè)置2000kN、3000kN錨索，形成樁錨結(jié)構(gòu)。

4 綜合治理前后監(jiān)測變化曲線及分析

自堆積體滑移開始到綜合治理全部完成，對(duì)堆積體進(jìn)行全程監(jiān)測，根據(jù)監(jiān)測成果，分析堆積體的滑移狀態(tài)，監(jiān)測成果如下∶

監(jiān)測成果分析：監(jiān)測點(diǎn)最大水平位移為TP-09的16.653m，位移量較大的監(jiān)測點(diǎn)主要位移方向向金沙江邊位移；從觀測時(shí)間上看，2008年11月底之前呈等速變形，12月初變形速率逐漸增大，進(jìn)入加速變形，與導(dǎo)流明渠坡腳開挖和地下水變化有關(guān)。2009年1月以后位移速率明顯下降，變形趨緩。

監(jiān)測成果分析：監(jiān)測點(diǎn)最大水位移出現(xiàn)在點(diǎn)TP24上，為5.838m，方向金沙江邊位移；2009年4月份變形速率非?？?，5月初開始速率趨緩，變形逐漸平穩(wěn)，這是因?yàn)?009年4月始實(shí)施了應(yīng)急回填壓腳處理措施。

監(jiān)測成果分析：在2009年12月底導(dǎo)流明渠恢復(fù)開挖之前，堆積體表面變形速率在1mm/d以內(nèi)，變形過程線平穩(wěn)；2010年1月堆積體變形加速發(fā)展，平均位移速率為2.36mm/d，與導(dǎo)流洞進(jìn)口明渠重新開挖有關(guān)；2月初開挖完后位移速率逐步趨緩，位移速率在2.88mm/d以內(nèi)；各高程抗滑樁的抗滑支擋作用較為明顯。

監(jiān)測成果數(shù)據(jù)顯示：隨著綜合治理措施的全部完成，堆積體已經(jīng)穩(wěn)定，典型監(jiān)測點(diǎn)水平位移變化速率在0.18mm/d～0.33mm/d之間，變化不明顯，堆積體滑移得以控制。

5 綜合治理后效果及結(jié)論

念生墾溝堆積體地質(zhì)條件復(fù)雜，地下水位高且分布不均，在工程擾動(dòng)的情況下發(fā)生了變形滑動(dòng)。根據(jù)對(duì)堆積體滑動(dòng)原因的分析，主要采取的治理措施為三部分：卸載3.07×106m3，減少了滑動(dòng)體的“原動(dòng)力”，快速的降低滑動(dòng)速率；排水：通過截水溝、排水洞減排地表水和地下水，降低了地下水位，增大摩擦系數(shù)；最大特點(diǎn)是通過抗滑樁和樁頂錨索聯(lián)合進(jìn)行分級(jí)支擋，在堆積體的上、中、下部分別進(jìn)行支擋，有效防止滑動(dòng)體作用力的傳遞，達(dá)到了控制滑移的目的。

從監(jiān)測資料表明，綜合治理方案合理，有效的控制了念生墾溝堆積體的變形及破壞。導(dǎo)流洞進(jìn)口明渠最后一部分開挖過程中，1月中旬最大變形速率一度曾達(dá)到10.12mm/d，2月初開挖完后變形速率已減緩至2.88mm/d。經(jīng)過念生墾綜合治理措施的施工完成，后期的監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示變化速率只有0.18mm/d～0.33mm/d，變化不明顯，堆積體滑移得以控制，堆積體綜合治理效果顯著。

[1]楊再宏《念生墾溝堆積體監(jiān)測成果反饋分析》2010年3月.

[2]鄧軍《水電站樞紐區(qū)安全監(jiān)測月報(bào)》2012年6月.