騰龍橋二級(jí)水電站工程滑坡治理

摘 要：騰龍橋二級(jí)水電站是我國(guó)云南省保山市龍陵和騰沖交匯的龍江干流中下游河段的建設(shè)工程，是以發(fā)電為主的三等水電工程，在進(jìn)行施工建設(shè)的過(guò)程中，勘測(cè)河壩的左岸下游的巖體結(jié)構(gòu)較為特殊，在路面以及河壩內(nèi)部有多處斷裂現(xiàn)象。這給工程建設(shè)帶來(lái)了巨大的挑戰(zhàn)。因此，對(duì)此地段的施工建設(shè)要格外小心謹(jǐn)慎，通過(guò)對(duì)地質(zhì)巖層的具體分析制定出一系列的防治方案。文章將針對(duì)騰龍橋二級(jí)水電站工程滑坡治理展開(kāi)詳細(xì)的分析研討，并提出有建設(shè)性的治理方案。

關(guān)鍵詞：水電站工程；滑坡治理；左岸HP1滑坡

1 基本地質(zhì)條件

據(jù)測(cè)量，騰龍橋二級(jí)水電站左側(cè)岸坡坡度的平均值在40°～45°之間，該地的地質(zhì)構(gòu)造較為復(fù)雜，巖層以變質(zhì)巖為主，巖性多半是石英片巖，其中還夾雜著部分砂質(zhì)板巖。巖層的走向與河流的走向基本一致，并向外坡出呈50°傾斜，也有部分地段的傾斜角較大，在70°～85°之間。水電站周圍的地質(zhì)構(gòu)造呈現(xiàn)出多樣化形式，并不只有唯一的生長(zhǎng)走向，斷層情況也少有分布。

由于壩址的地形結(jié)構(gòu)復(fù)雜，決定了該地質(zhì)構(gòu)造所形成的具體特征，從而也體現(xiàn)出了岸坡所呈現(xiàn)出的變形失穩(wěn)機(jī)理，主要為：經(jīng)受風(fēng)化和卸荷時(shí)，會(huì)形成傾倒式變形；受到河水的沖刷使坡面處發(fā)生坍塌。當(dāng)發(fā)生傾倒式變形時(shí)，也很有可能發(fā)生連帶的坡腳斷層巖體失穩(wěn)，從而導(dǎo)致坡面滑坡的發(fā)生。根據(jù)這一情況，在工程建設(shè)的過(guò)程中，也很有可能因巖層機(jī)理的不穩(wěn)定而發(fā)生塌滑事故。

2 左岸HP1滑坡的地質(zhì)邊界條件和穩(wěn)定性分析

壩址的地質(zhì)邊緣具體情況決定了HP1滑坡的穩(wěn)定性，對(duì)此，設(shè)計(jì)院通過(guò)地質(zhì)測(cè)繪和平硐探測(cè)以及勘探等工作，對(duì)騰龍橋二級(jí)水電站左岸HP1的滑坡地質(zhì)邊界條件進(jìn)行檢測(cè)和實(shí)驗(yàn)。在左岸附近設(shè)置PD1、PD13、PD14、PD15四個(gè)平硐，外加一個(gè)鉆孔，用ZK1表示。除此之外，還要進(jìn)行樣本的采集，將容易發(fā)生塌滑的坡面土進(jìn)行采樣，并進(jìn)行相應(yīng)的力學(xué)實(shí)驗(yàn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可得出以下結(jié)論：

（1）滑坡體的范圍

HP1滑坡的位置處于水電站壩址的下游，與上游之間的軸線距離為120m左右；壩址的下游邊界位于大溝地段，后緣部位的高程在1255m～1265m之間；據(jù)測(cè)量，水面的總體高程為1110m，而前緣的高程位置在1105m左右，由此可以推斷出，發(fā)生塌滑時(shí)所產(chǎn)生的垂直厚度應(yīng)為50m～70m之間，塌滑的體積則為270×104m3左右。

（2）滑坡形成機(jī)理

根據(jù)研究，我們將HP1滑坡在受到外界沖擊時(shí)所產(chǎn)生變形特征的部位分為三個(gè)階段：

第一，HP1-1（傾倒蠕動(dòng)變形體）：傾倒如東變形體是發(fā)生在上游地段。在該地段，騰龍橋二級(jí)水電站的河壩的河寬為140m，坡向長(zhǎng)為180m，河深的平均值為40m，因此得出此部分的體積值為93.6×104m3。河壩下游的傾斜角度較大，角度在70°～80°之間，此部位的傾斜形式以巖體拉裂擴(kuò)張為主，而產(chǎn)生的縫隙分布在巖層的發(fā)育理面當(dāng)中。在與卸荷巖體的交匯處附近，會(huì)有約為3.2m的土層裸露出來(lái)，其土質(zhì)較為松軟，巖層脆弱，產(chǎn)狀為N20°E，NW∠59°，經(jīng)取樣試驗(yàn)得：Ф=23.4～25.1°C=14.4～29.4KPa。如果滑面的位置在該土質(zhì)的附近，并呈現(xiàn)出該土質(zhì)特征，并結(jié)合上述的表象數(shù)據(jù)，我們可得出以下結(jié)論：在不考慮發(fā)生地震以及其他地質(zhì)災(zāi)害的前提下，并不受到滲透壓力的壓迫，此時(shí)所具備的安全系數(shù)為1.274；將地震以及滲透壓力計(jì)算在內(nèi)時(shí)，安全系數(shù)有所下降，數(shù)值為1.069。

第二，HP1-2（順層蠕動(dòng)變形體）：順層蠕動(dòng)變形體常發(fā)生在下游地段。貴地段的河壩寬度通常在90m～120m之間，河深的平均值為20m，該地段部分的體積值為30.8×104m3。此地段巖層的傾斜角適中，在50°～70°之間，并且傾斜形式與傾倒蠕動(dòng)變形溝通，以拉裂擴(kuò)張為主。在協(xié)和巖體的交匯處附近，黏土層的厚度約為0.4m，產(chǎn)狀為N20°E，NW∠43°。由此可推斷出該變形體的垂直滑體的厚度為25m，根據(jù)力學(xué)公式計(jì)算可得出以下結(jié)論：在不考慮發(fā)生地震以及其他地址災(zāi)害的前提下，并不受到奧滲透壓力的壓迫，此時(shí)的安全系數(shù)值為1.5；將地震以及滲透壓力計(jì)算在內(nèi)時(shí)，安全系數(shù)值下降至1.216。

第三，HP1-3（卸荷崩塌堆積體）：卸荷崩塌堆積體是在HP1-1與HP1-2之間的后緣部分，該部位的河壩寬度為110m，坡向長(zhǎng)在30m～50m之間。此部分的傾倒角度較大，傾倒程度更加明顯，并且在壩體的表層8m處附近就已經(jīng)發(fā)生塌滑現(xiàn)象。但根據(jù)實(shí)際的測(cè)量可知，發(fā)生塌滑的部分坡度較緩，坡度的平均值約為20，因此該地段屬于相對(duì)穩(wěn)定地段。但是由于發(fā)生塌滑現(xiàn)象，之前所設(shè)置的平硐探測(cè)口全被被掩蓋，因此無(wú)法進(jìn)行平硐探測(cè)實(shí)驗(yàn)。

3 意見(jiàn)和建議

根據(jù)上文對(duì)HP1滑坡機(jī)理的基本描述，可將壩體滑坡機(jī)理做出如下總結(jié)：經(jīng)過(guò)風(fēng)化、卸荷等力的作用與影響，使得地質(zhì)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)傾倒變形，從而導(dǎo)致最終的HP1-3的塌滑。

由于并沒(méi)有材料和證據(jù)證實(shí)巖層折斷的塌滑原因，因此也無(wú)法斷定塌滑現(xiàn)象與地質(zhì)構(gòu)造的深層運(yùn)動(dòng)是否有關(guān)?？蓪⒈谎诼竦钠巾峡谶M(jìn)行清理，并且重新進(jìn)行試驗(yàn)檢測(cè)，將傾倒角度作為主要的參考數(shù)據(jù)，通過(guò)角度的不同來(lái)進(jìn)行巖體斷裂、擴(kuò)張、以及方向的具體測(cè)量，進(jìn)而對(duì)發(fā)生塌滑時(shí)產(chǎn)生的強(qiáng)度、能量以及路徑進(jìn)行計(jì)算。

在風(fēng)化卸荷巖體中的軟弱層，也就是具有拉裂縫和泥化夾層的土質(zhì)層，通常情況下，其傾倒角度較大，會(huì)大于坡面的平均角度，在深度較大的地段，該性質(zhì)土層會(huì)在坡腳處裸露出來(lái)，現(xiàn)階段所設(shè)定的滑面同樣也是在坡腳的斷層巖體處。在計(jì)算其安全指數(shù)時(shí)，采用順層弱面軟弱土層的樣本數(shù)值，這樣的計(jì)算結(jié)果會(huì)過(guò)于保守和謹(jǐn)慎。

通過(guò)以上分析可知，保守的計(jì)算指數(shù)體現(xiàn)出的地震力較大，得出的結(jié)構(gòu)已能夠滿足工程實(shí)際的建設(shè)情況，因此，水電站工程建設(shè)在進(jìn)行支護(hù)設(shè)計(jì)時(shí)，不建議進(jìn)行深層滑動(dòng)的實(shí)驗(yàn)與研究，要將研究的重點(diǎn)放在淺層坡面滑動(dòng)的預(yù)防和治理上。

陡傾角巖層的順層坡，當(dāng)巖層在坡腳處被切斷（切腳）或剪斷（屈折）時(shí)極易發(fā)生坍滑。坡腳處的巖層軟弱、破碎更易被屈折，所以HP1-2部位山坡的變形程度宏觀上要較HP1-1部位大，因?yàn)樵贖P1-2部位的坡腳處（低線公路附近）已見(jiàn)到分布有全風(fēng)化狀的砂板巖，這是潛在剪出口。

當(dāng)前穩(wěn)定分析得出的安全系數(shù)HP1-1小于HP1-2，這與現(xiàn)場(chǎng)見(jiàn)到的實(shí)際情況不符。出現(xiàn)這情況的原因是：不論滑面埋藏深與淺均采用同一指標(biāo)，這樣在滑動(dòng)面形態(tài)相似的情況下，滑體大則下滑力也大、安全系數(shù)則低。

為防止HP1部位的傾倒變形巖體的穩(wěn)定條件進(jìn)一步惡化，在河岸邊部位設(shè)置樁板墻式的支擋工程是首選方案。如部份樁板墻能與消力池邊墻結(jié)合，則不僅能減少工程投資，而且能取得更好的效果。樁板墻的高度，應(yīng)考慮在施工期后能回填低線公路，起反壓坡腳的作用。

4 結(jié)束語(yǔ)

文章對(duì)騰龍橋二級(jí)水電站工程左岸HP1滑坡進(jìn)行深入的探討，通過(guò)對(duì)HP1性質(zhì)的分析與總結(jié)，從而了解到在實(shí)際的施工當(dāng)中應(yīng)當(dāng)注意的事項(xiàng)。根據(jù)安全系數(shù)的計(jì)算來(lái)確定每一地段的建設(shè)情況，并結(jié)合平硐的設(shè)置以及其他試驗(yàn)的結(jié)合，對(duì)騰龍橋二級(jí)水電站工程坡面的建設(shè)提出了建議。但以上建議還需要經(jīng)過(guò)反復(fù)的推敲和驗(yàn)證才能夠投入實(shí)際的建設(shè)當(dāng)中。

參考文獻(xiàn)

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