臥虎山水庫溢洪道左岸滑坡體穩(wěn)定分析及加固

李志乾

（黃河勘測規(guī)劃設(shè)計有限公司，河南 鄭州 450003）

臥虎山水庫溢洪道左岸存在三個滑坡體，對分別應(yīng)溢洪道進口引渠、溢洪道閘室及溢洪道泄槽，對臥虎山溢洪道工程的安全存在嚴重的威脅。2007年經(jīng)水利部大壩安全管理中心鑒定，溢洪道左岸的三個滑坡體需進行除險加固。

1 滑坡體概況

Ⅰ號滑坡體位于溢洪道左岸泄槽段，呈長條狀分布，順坡向延伸長度約 250m，寬度約 100m，厚度 20m～50m，體積約（50～100）×104m3，大致的滑動方向為21°。Ⅰ滑坡體產(chǎn)生的形式為整體錯落，產(chǎn)生的主要原因是左岸坡頁巖存在幾組原生型和構(gòu)造型軟弱結(jié)構(gòu)面，切割出大量不穩(wěn)定巖體。1976年松動大爆破使左岸巖石遭到破壞，軟弱結(jié)構(gòu)面的抗剪強度降低，同時在溢洪道施工時開挖邊坡過陡，坡腳挖方過多，造成失穩(wěn)。

Ⅱ號滑坡體位于溢洪道左岸控制段，呈靴形分布，順坡向延伸長度約 196.0m，寬度約 110.0m，厚度 15m～45m，體積約（30～95）×104 m3,分布高程為148.50m～208.50m，滑動方向正北?；麦w的形成主要是由于隨著溢洪道展寬工程，將滑坡體的右側(cè)前部阻滑帶以上蓋重巖石清除后，消減了阻滑力，使滑體形態(tài)形成前小后大、頭重腳輕的狀態(tài)。滑體后緣裂縫產(chǎn)生后，表水直接從裂隙滲入滑帶，使條件進一步惡化，最終由于松動大爆破導(dǎo)致巖體、滑帶強度降低由1號滑體滑動引起連鎖反應(yīng)造成失穩(wěn)。

Ⅲ號滑坡體位于溢洪道左岸進水渠段，是由于早期巖石重力失穩(wěn)而形成的老滑坡體，呈扇形分布，為推移式厚層巖石滑坡?；麦w縱長270m，后緣寬度70.0m，前緣寬度 320m，厚度 13m～45m，體積約 200×104m3。該滑體可能存在失穩(wěn)導(dǎo)致溢洪閘引渠渠底至今沒有按設(shè)計開挖，嚴重影響溢洪閘的行洪安全。

2 滑坡體穩(wěn)定分析

由于對溢洪閘安全存在潛在隱患，根據(jù)臥虎山水庫除險加固的要求，需要對滑坡體進行穩(wěn)定性分析。

本次計算根據(jù)地質(zhì)勘探及對其穩(wěn)定狀態(tài)的定性分析，結(jié)合滑坡體所在部位的地形地貌、滑動方向，分別對三個滑坡體取1-1、2-2、3-3三個典型剖面進行了計算分析?；麦w的設(shè)計安全系數(shù)依據(jù)所在溢洪閘部位的重要性以及滑坡體失事的影響程度，參考《水利水電工程邊坡設(shè)計規(guī)范》（SL386-2007）選取。

表1 滑坡體穩(wěn)定計算工況

2.1 參數(shù)的選取

本次計算中各軟弱夾層、主滑面、地下水位及地層參數(shù)均根據(jù)地質(zhì)勘探確定。

2.2 主滑面Φ值反演及確定

由于主滑面（泥加碎屑b）巖土c、Φ值對滑坡體穩(wěn)定分析影響較大，而地質(zhì)勘探取樣試驗有時并不能獲取合理的抗剪參數(shù)，有條件的情況常常通過反演分析，進行對比分析后選取。臥虎山水庫在1976年6月擴建溢洪閘施工期間進行了松動大爆破，大爆破后滑坡體發(fā)生過滑動并采取過砍頭卸載等工程措施。大爆破裝藥85t，振動圈半徑300m，滑坡體全部在振動圈內(nèi)，實測震動加速度相當于11度地震，但大爆破對各滑坡體的實際震動烈度無相關(guān)實測資料?？紤]到臥虎山水庫工程的地震設(shè)防烈度為6度，本次穩(wěn)定計算參數(shù)反演時提高1度，按7度地震設(shè)計工況計算。反演時保持主滑帶C’=10kPa不變，模擬滑坡體極限平衡狀態(tài)（K=1.0 時）時的 Φ 值，同時代入 τf=c′+σ′tanφ′與地質(zhì)勘測值進行比較。

經(jīng)反演及分析,滑坡體主滑面泥加碎屑b夾層Φ值選取如表2。

表2 各滑坡體主滑帶計算采用值表

2.3 滑坡體穩(wěn)定安全分析

滑坡體穩(wěn)定分析采用巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定分析的程序EMU，分別計算各潛在滑面、軟弱層的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)k，計算成果見表3。由計算可知，I號、II號、III號滑坡體在各滑面的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)均大于1.0，基本處于穩(wěn)定狀態(tài)，與滑坡體現(xiàn)狀吻合。但I號滑坡體、II號滑坡體沿主滑面不滿足安全系數(shù)要求,III號滑坡體沿軟弱1面不滿足設(shè)計安全系數(shù)要求，為保證溢洪閘的安全運行，仍需對各滑坡體加強觀測及加固。

穩(wěn)定計算分析中同時針對不穩(wěn)定滑面，沿滑動反方向施加阻滑力，分析滿足穩(wěn)定要求時所需的阻滑荷載。通過計算，I號滑坡體施加1000KN施加，II號滑坡體施加2800KN施加，III號滑坡體施加450KN抗滑力后，各滑坡體抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)滿足設(shè)計要求。

表3 滑坡體穩(wěn)定分析成果

3 滑坡體加固設(shè)計

由于三個滑坡體都是以深層滑動為主，坡腳緊鄰水庫溢洪閘，且歷史上都經(jīng)過砍頭卸載，目前已經(jīng)不具備采用支擋及再次卸載的加固措施。同時考慮到抗滑樁具有抗滑能力強、適用條件廣泛、不易惡化滑坡狀態(tài)、施工安全簡便,能進一步核實地質(zhì)條件等優(yōu)點，經(jīng)過對抗滑樁加固方案和預(yù)應(yīng)力錨索加固方案的比選，溢洪閘左岸滑坡體最終選取了抗滑樁加固的方案。

表4 施加抗滑力后穩(wěn)定分析成果

抗滑樁均采用人工挖孔混凝土灌注樁，樁截面矩形。I號滑坡體樁尺寸3.0m×4.0m，樁短邊與1-1剖面主滑方向垂直，單排布置，樁中心間距8.0m，加固范圍83m，共11根。II號滑坡體樁尺寸3.0m×5.0m，樁短邊與2-2剖面主滑動方向垂直，單排，中心間距8.0m加固范圍96m，共14根。III號滑坡體樁尺寸3.0m×4.0m，樁短邊與3-3、4-4滑動方向垂直，單排環(huán)向布置，環(huán)向半徑135m，樁間距取8.0m，加固范圍88m，共12根。

4 結(jié)語

臥虎山水庫除險加固方案2008年報水利部黃委會，目前I號滑坡體抗滑樁加固已于2009年開始實施，并于2012年通過竣工驗收，目前工程運行狀況良好。