峽江水利樞紐工程右岸邊坡監(jiān)測(cè)及信息反饋分析

付典龍

（江西省水利規(guī)劃設(shè)計(jì)院，江西 南昌 330029）

1 工程概況

峽江水利樞紐工程位于贛江中游峽江縣老縣城上游峽谷河段，是一座以防洪、發(fā)電、航運(yùn)為主，兼顧灌溉等綜合利用的大（1）型水利樞紐工程。樞紐工程主要建筑物有泄水閘、擋水壩、河床式電站廠房、船閘、左右岸灌溉進(jìn)水閘及魚(yú)道等組成。壩址以上控制流域面積62 710 km2，水庫(kù)總庫(kù)容 11.87×108m3，電站總裝機(jī) 360 MW，多年平均發(fā)電量 11.44×108kW·h。

2 邊坡裂縫及處理措施

原設(shè)計(jì)大壩右岸開(kāi)挖邊坡高程為 51.20～105.40 m（黃海高程，下同），坡高 54.20 m，每隔約 15.00 m 設(shè)一級(jí)馬道，馬道設(shè)計(jì)高程分別為 66.00 m、81.00 m 及 96.00 m，寬 2.00 m。 高程 66.00 m 馬道以上設(shè)計(jì)坡比 1∶1.25，以下設(shè)計(jì)坡比1∶1。2010年7月20日，邊坡開(kāi)挖過(guò)程中，在右壩肩邊坡高程96.00 m馬道處附近出現(xiàn)長(zhǎng)約2 m的微細(xì)裂縫。7月27日發(fā)現(xiàn)該裂縫向下已發(fā)展至81.00 m馬道，向上滑坡后緣已發(fā)展至約高程102.00 m，高程 81.00～96.00 m 段層面向坡外有約 1～2 cm 剪切滑移。8月上旬，滑坡裂縫向下已發(fā)展至高程71.00 m馬道，已向坡外剪出約1～5 cm，并且在高程71.50 m順巖層層面有地下水滲出，向上滑坡后緣拉裂縫已發(fā)展至高程105.86 m，裂縫張開(kāi)寬度2～8cm邊坡裂縫形狀詳見(jiàn)圖1。

針對(duì)開(kāi)挖邊坡出現(xiàn)的上述裂縫情況，設(shè)計(jì)對(duì)此進(jìn)行了加固，主要措施有：削坡減荷、護(hù)坡加固等。各措施分述如下：

（1）削坡減荷。7月下旬設(shè)計(jì)及時(shí)對(duì)滑坡體及上游側(cè)81.00 m馬道以下邊坡形態(tài)進(jìn)行調(diào)整，分別于高程71.00 m、61.00 m 增設(shè)馬道，寬度分別為 5.00 m 和 2.00 m。滑坡體高程96.00 m馬道以上邊坡及其上游側(cè)高程71.00 m馬道以上邊坡進(jìn)行削坡減載處理，設(shè)計(jì)坡比1∶1.5，高程 96.00 m 以下設(shè)計(jì)坡比 1∶1.25。 處理后人工邊坡綜合坡比變緩。

（2）護(hù)坡加固。掛鋼筋網(wǎng)噴砼護(hù)坡、砼框格梁+預(yù)應(yīng)力錨索+噴播草灌護(hù)坡等。 高程71.00～96.00 m之間邊坡采用鋼筋砼框格梁+預(yù)應(yīng)力錨索（設(shè)置于框格梁交會(huì)處）支護(hù)，其中高程71.0～81.00 m之間邊坡設(shè)置錨索20根，高程 81.00～96.00 m 之間邊坡設(shè)置錨索 29 根，共 49根。錨索設(shè)計(jì)張拉力600 kN，鎖定張拉力500 kN。右岸壩肩開(kāi)挖邊坡高程51.20～71.00 m間護(hù)坡為T(mén)BS生態(tài)護(hù)坡；高程 71.00～96.00 m 間護(hù)坡為 TBS 護(hù)坡及框格梁+噴播草灌護(hù)坡。高程96.00 m至坡頂間護(hù)坡為掛鋼筋網(wǎng)噴砼護(hù)坡，該段邊坡邊緣及馬道種植爬藤進(jìn)行綠化。經(jīng)過(guò)處理后邊坡頂高程為125.00 m。

3 邊坡監(jiān)測(cè)布置

右岸邊坡主要監(jiān)測(cè)項(xiàng)目有表面變形、內(nèi)部變形、錨索錨固力、地下水位及裂縫變形。本次僅對(duì)裂縫變形、錨索錨固力及內(nèi)部變形進(jìn)行觀測(cè)。內(nèi)部變形采用測(cè)斜儀進(jìn)行觀測(cè)，共布設(shè)11套測(cè)斜儀；錨索錨固力采用錨索測(cè)力計(jì)進(jìn)行觀測(cè)，共布設(shè)3套錨索測(cè)力計(jì)；裂縫采用裂縫計(jì)進(jìn)行觀測(cè)，在坡頂裂縫部位共布設(shè)6支單向裂縫計(jì)，具體布置見(jiàn)圖1[1][2]。

圖1 右岸邊坡監(jiān)測(cè)布置圖

4 監(jiān)測(cè)成果

4.1 裂縫變形監(jiān)測(cè)成果

各測(cè)點(diǎn)實(shí)測(cè)的裂縫變形（時(shí)間～位移）過(guò)程線見(jiàn)圖2。由圖2可知，K3～K6各測(cè)點(diǎn)測(cè)值小于2 mm，且無(wú)明顯逐漸增大現(xiàn)象；但K1、K2測(cè)值表明裂縫開(kāi)度逐年增大，2013年 4月 30日測(cè)得最大值分別為 19.25 mm、18.12 mm。

圖2 裂縫變形時(shí)間～位移變化過(guò)程線

4.2 錨索應(yīng)力監(jiān)測(cè)成果

錨索應(yīng)力實(shí)測(cè)過(guò)程線見(jiàn)圖3所示。由圖3可知，46號(hào)錨索上的測(cè)力計(jì)測(cè)值過(guò)程為：由2011年8月3日的581.3 kN 下降到 2012年 3月 20日的 452.9 kN，隨后直至5月間，錨索預(yù)應(yīng)力又增至520 kN左右，在經(jīng)過(guò)一段穩(wěn)定期后，2013年3月至8月略呈增趨勢(shì)。其余2支錨索應(yīng)力計(jì)變化比較平穩(wěn)，錨索應(yīng)力一直穩(wěn)定在460～480 kN左右。

4.3 邊坡內(nèi)部變形監(jiān)測(cè)成果

對(duì)于邊坡工程，測(cè)斜儀不僅可以幫助掌握被監(jiān)測(cè)邊坡的變形破壞情況、判斷巖土體當(dāng)前所處的穩(wěn)定狀態(tài)和今后發(fā)展趨勢(shì)，而且還可以較精確的確定滑動(dòng)面（帶）位置、滑帶厚度、滑動(dòng)方向及判斷滑體深部變形規(guī)律[3]。邊坡實(shí)測(cè)的部分測(cè)點(diǎn)測(cè)斜儀累積合成位移曲線見(jiàn)圖4。由圖4可知，右岸邊坡巖體深層位移采用測(cè)斜裝置監(jiān)測(cè)，共布置11個(gè)測(cè)斜孔，孔深距地表約20 m。除CL1-1、CL2-2和CL3-2三孔內(nèi)累積位移測(cè)值稍大，其余變化均較小。2013年4月30日，CL1-1在孔深約3 m處位移累積為40 mm；CL2-2在孔深約16 m處累積位移為10 mm；CL3-2在孔深約17 m處累積位移為35 mm。

圖3 錨索測(cè)力計(jì)實(shí)測(cè)過(guò)程線

圖4 測(cè)斜儀累積合成位移曲線

5 反饋分析

5.1 邊坡變形滑動(dòng)分析

右岸開(kāi)挖邊坡在其表面已形成一條U形裂縫，但是否存在深層變形滑動(dòng)，可從以下幾方面加以分析：

（1）根據(jù)施工地質(zhì)勘察資料，有F3斷層自右壩頭斜向北東東向延伸，至坡頂樁號(hào)K0+030斷層帶寬度為6.0～9.1 m，兩側(cè)為斷層泥，中部為糜棱巖、碎裂巖。F3 上盤(pán)巖體風(fēng)化強(qiáng)烈，全強(qiáng)風(fēng)化帶深厚，自坡面垂直厚度16～30 m，而滑坡裂縫范圍發(fā)生在F3上盤(pán)71 m高程以上的全強(qiáng)風(fēng)化帶，壩肩巖體有J2等4組節(jié)理裂隙密集發(fā)育。上述地質(zhì)條件對(duì)邊坡穩(wěn)定性造成不利影響，導(dǎo)致邊坡變形滑動(dòng)可能性增大。當(dāng)邊坡滑動(dòng)時(shí)，滑坡體側(cè)滑面為層面，底滑面為全強(qiáng)風(fēng)化帶剪切面，后緣拉裂面為J2節(jié)理。

（2）位于邊坡裂縫頂部的測(cè)點(diǎn)（K1、K2測(cè)點(diǎn)）變形量隨時(shí)間逐漸增大，尤其在雨季變形增幅較大，最大為19.25 mm。邊坡全強(qiáng)風(fēng)化巖體在雨季含水量增加，一方面增加巖體自重產(chǎn)生的下滑力；另一方面增加巖體孔隙水壓力，從而使其抗剪強(qiáng)度降低，對(duì)邊坡穩(wěn)定不利。邊坡表面裂縫呈U形，測(cè)點(diǎn)K3～K6裂縫變形量較?。ㄐ∮? mm），這表明測(cè)點(diǎn)K1及K2附近范圍內(nèi)邊坡裂縫可能為滑坡體后緣拉裂面。

（3）錨索（46號(hào)錨索）應(yīng)力測(cè)值在雨季呈增加趨勢(shì)，這可能與降雨導(dǎo)致邊坡巖體下滑力增加有關(guān)，邊坡巖體有滑移可能性。

（4）右岸邊坡實(shí)測(cè)的部分測(cè)點(diǎn)（CL3-2、CL2-2、CL1-1）測(cè)斜孔累積合成位移測(cè)斜孔發(fā)生了相對(duì)較為明顯的水平位移變形。CL3-2、CL2-2及CL1-1之間連線位于北東（或西南）方向，結(jié)合右岸邊坡的走向以及裂縫（K1、K2測(cè)點(diǎn)）的觀測(cè)情況，表明有沿該方向滑移的跡象。

綜上所述，右岸邊坡為深厚全強(qiáng)風(fēng)化帶，加上有不利穩(wěn)定的節(jié)理裂隙，對(duì)邊坡穩(wěn)定性造成不利影響，尤其在雨季導(dǎo)致邊坡變形滑動(dòng)的可能性增大。

通過(guò)對(duì)邊坡變形滑動(dòng)分析，后期加強(qiáng)邊坡監(jiān)測(cè)，并在關(guān)鍵部位有針對(duì)性的埋設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，為邊坡穩(wěn)定分析及邊坡穩(wěn)定處理提供更詳細(xì)完整監(jiān)測(cè)資料。

5.2 邊坡變形滑動(dòng)邊界確定

根據(jù)施工地質(zhì)勘察資料及上述對(duì)邊坡內(nèi)、外部變形監(jiān)測(cè)資料的分析結(jié)果，可以推測(cè)出沿監(jiān)測(cè)斷面所作的滑動(dòng)邊界[3]。

CL1-1測(cè)斜孔在位于孔深約3 m處位移變化量為40 mm，CL2-2測(cè)斜孔在位于孔深約17 m處位移變化量為10 mm，CL3-2測(cè)斜孔在位于孔深約17 m處位移變化量為35 mm。將測(cè)點(diǎn)CL3-2、CL2-2及CL1-1的上述位移變化量對(duì)應(yīng)的孔深點(diǎn)連成一條曲線，即可認(rèn)為這是邊坡滑移的曲面滑動(dòng)面，如圖5所示，其余測(cè)斜儀CL2-1、CL3-1、CL4-1測(cè)值均較小，表明該斷面并未發(fā)生明顯滑移。

5 結(jié)論及建議

經(jīng)加固處理后的右岸開(kāi)挖邊坡變形量已較小，基本處于穩(wěn)定狀態(tài)。但右側(cè)山坡段的裂縫開(kāi)度有逐年增大趨勢(shì)，山坡變形仍在繼續(xù)發(fā)展，存在深層滑動(dòng)變形可能性。故應(yīng)加強(qiáng)邊坡監(jiān)測(cè)，在關(guān)鍵部位有針對(duì)性的增設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，及時(shí)掌握邊坡變形狀況，為進(jìn)一步的邊坡穩(wěn)定分析及邊坡穩(wěn)定處理提供更詳細(xì)完整監(jiān)測(cè)資料[4]。在觀測(cè)期間，建議先對(duì)山坡采用一些表面防護(hù)（如植物防護(hù)或錨噴防護(hù)）及排水措施（截水溝及排水溝）[5]。如確定已產(chǎn)生深層滑動(dòng)時(shí)，應(yīng)采用預(yù)應(yīng)力錨索等方法對(duì)山坡進(jìn)行加固。

圖5 監(jiān)測(cè)資料確定的滑動(dòng)面

邊坡安全監(jiān)測(cè)工作受諸多因素影響，如氣候、測(cè)量誤差、降雨、荷載等，如何合理分析監(jiān)測(cè)資料，通過(guò)監(jiān)測(cè)資料反饋分析研究邊坡穩(wěn)定，對(duì)邊坡加固設(shè)計(jì)及確保工程安全具有十分重要的指導(dǎo)意義［6］。

［1］江西省水利規(guī)劃設(shè)計(jì)院.江西省峽江水利樞紐蓄水安全鑒定設(shè)計(jì)自檢報(bào)告［R］.2013.7.

［2］水利部水利水電規(guī)劃設(shè)計(jì)總院.江西省峽江水利樞紐下閘蓄水安全鑒定報(bào)告［R］.2013.7.

［3］梁桂蘭，徐衛(wèi)亞，等.高邊坡安全監(jiān)測(cè)資料反饋分析研究［J］.水利與建筑工程學(xué)報(bào)，2010.8.

［4］黃仕俊，趙 華，等.小灣水電站進(jìn)水口高邊坡監(jiān)測(cè)及信息反饋研究［J］.地下空間與工程學(xué)報(bào)，2006，8.

［5］李君軍，鄭曉紅，等.龍開(kāi)口電站右岸變形體A1壩頭區(qū)邊坡穩(wěn)定監(jiān)測(cè)分析［J］.大壩與安全，2012，6.

［6］傅瓊?cè)A，黃 真.土石壩安全監(jiān)測(cè)及其資料整理分析方法綜述［J］.江西水利科技，1997（2）.