溪洛渡水庫蓄水過程中干海子滑坡涌浪預測

黃嘯鷹,李攀峰

(中國電建集團成都勘測設計研究院有限公司，四川 成都　610072)

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溪洛渡水庫蓄水過程中干海子滑坡涌浪預測

黃嘯鷹,李攀峰

(中國電建集團成都勘測設計研究院有限公司，四川 成都610072)

干海子滑坡為溪洛渡庫區(qū)近壩庫段的重點滑坡，水庫蓄水后坡體前緣發(fā)生變形和前緣局部垮塌，因此需要開展變形規(guī)律研究和涌浪預測，以備不測。本文通過蓄水過程中地表宏觀變形跡象、變形監(jiān)測資料分析，發(fā)現(xiàn)干海子滑坡堆積體變形主要發(fā)生于前緣垮堵灣附近約30～50 m范圍內，以里變形不明顯；假定變形范圍外坡體一次性垮塌時，預測了各種水位條件下可能的涌浪高度及其影響，并提出了相應的防范建議。

干海子滑坡；變形；涌浪

0　引　　言

大型水庫蓄水后，庫岸再造不可避免，當發(fā)生大規(guī)模的庫岸快速失穩(wěn)滑入庫內時，就可能引起涌浪，造成次生災害。國內外重大的滑坡涌浪事件有意大利的瓦伊昂水庫滑坡、我國的柘溪水庫近壩庫區(qū)滑坡、三峽庫區(qū)的新灘滑坡、千將坪滑坡等。2013年7月27日，溪洛渡水電站庫區(qū)黃坪上游堆積體(距壩河道距離約76 km)發(fā)生滑塌，產(chǎn)生的涌浪導致對岸巖腳碼頭施工人員12人失蹤。

干海子滑坡是近壩庫段的重點滑坡，總體積約4 760萬m3，在水庫蓄水過程中發(fā)生不同程度變形，前緣拉裂、垮塌明顯。因此有必要開展滑坡涌浪預測，分析不同工況下可能的涌浪高度、影響程度，為防災避險提供決策支撐。

1　干海子滑坡概況

干海子滑坡位于金沙江的右岸云南省永善縣務基鎮(zhèn)白勝村，距壩河道里程13.4～14.3 km，為溪洛渡水庫近壩庫段重點關注的滑坡。

干海子滑坡體(見圖1)后緣為干海子平臺，高程640～650 m，長約600 m，寬200～300 m，總體以3°～5°傾角向坡內反傾；平臺后部為一負地形，即所謂的“干海子”，長約300 m，寬約80 m，地形平緩，覆蓋有洪積的砂壤土層。平臺下游側有大量唐家灣座滑體的陽新灰?guī)r孤塊石分布；平臺前緣臨江斜坡較陡，坡度總體為35°～40°，斜坡中部發(fā)育有“垮堵灣”次級滑坡?；虑熬壎逊e至金沙江右岸江邊的漫灘上，高程約390～400 m?；麦w縱向長850 m，寬750 m，一般厚55.66～166.04 m，體積4 760萬m3，主滑方向為N25°W。

干海子滑坡為志留系軟弱地層控制的切層基巖滑坡，而后唐家灣坐落體堆積于后緣滑坡緩臺上，前緣在金沙江水流作用下局部失穩(wěn)形成垮堵灣?；麦w典型剖面見圖2。滑坡堆積體為基巖解體后形成的塊碎石層。該滑坡滑帶較平緩，傾坡外，490 m高程以上傾角5°～8°，長約650 m；490 m高程以下傾角17°～21°。滑帶厚約0.5～2.30 m，由角礫、巖屑夾泥組成，原巖為志留系的泥頁巖，角礫0.5～1.0 cm，少許碎石，擠壓緊密；下伏滑床基巖為志留系下統(tǒng)龍馬溪組的泥頁巖及粉砂巖，巖芯多呈柱狀，巖體完整。

2　蓄水過程中的變形

干海子滑坡體地形完整，上游側沖溝深切，地表水排泄通暢；滑坡物質為塊碎石層，較松散，透水性好；滑面平緩，約5°～8°，且水平段距離很長，約650 m。蓄水前僅前緣 “垮堵灣”部位發(fā)生表層的牽引變形，滑坡緩臺上未見明顯的變形跡象。

蓄水過程中，前緣垮堵灣臨江部位發(fā)生局部垮塌，但規(guī)模有限；干海子緩臺前緣靠近垮堵灣附近(距離30～50 m)出現(xiàn)拉裂縫，且在蓄水過程中有所擴展(見圖3、4)。

根據(jù)地表變形監(jiān)測資料(見圖5)，靠近垮堵灣的監(jiān)測點(TP5)位移較大，且與蓄水有一定關聯(lián)；其他監(jiān)測點的位移量不大，且與蓄水過程無明顯關聯(lián)。另外的監(jiān)測剖面也反映出相似規(guī)律。

圖1　干海子滑坡全貌

圖2　干海子滑坡工程地質剖面示意

圖3　蓄水過程中干海子滑坡裂縫分布及擴展

地表宏觀變形跡象與監(jiān)測資料表明，蓄水過程中干海子滑坡變形主要集中在前緣垮堵灣附近(緩臺外側30～50 m范圍內)；30～50 m以里則變形不明顯。

3　涌浪預測

根據(jù)溪洛渡水庫蓄水過程中干海子滑坡體的宏觀變形、監(jiān)測資料、穩(wěn)定性復核成果，進行滑坡涌浪預測。

圖4　蓄水過程中1號、2號裂縫長度與寬度變化

圖5　橫江方向地表位移監(jiān)測示意

分析范圍：變形裂縫以外的坡體，體積約40萬m3。

計算方法：滑速計算采用美國土木工程師協(xié)會(ASCE)推薦方法，涌浪計算采用潘家錚法。計算參數(shù)采用穩(wěn)定性計算參數(shù)。

計算模式：取干海子滑坡中心線剖面(縱3剖面)為計算剖面，垮塌體的邊界以拉裂縫為界。由于前緣無明確剪出口，根據(jù)坡面地形分析，結合后緣拉裂縫分布位置，按危險滑弧確定前緣剪出口位置。根據(jù)剪出口高程不同，確定兩種計算模式：模式Ⅰ剪出口高程490 m(見圖6a)；模式Ⅱ剪出口高程550 m(見圖6b),滑坡涌浪結果見表1。

(a)(b)

圖6滑坡涌浪預測模式

由表1可知：

(1)在兩種計算模式、多種水位條件下，干海子滑坡前緣一次性垮塌產(chǎn)生的涌浪傳播至對岸的最大浪高不超過11 m，影響高程不超過604.5 m；

(2)涌浪傳播至壩址區(qū)的最大浪高不超過3 m，影響高程不超過600.5 m；

(3)不同模式、水位下入水點的初始涌浪均較大，為17～31 m，達到對岸的最大浪高也有4～11 m，需加強干海子附近及對岸水邊及水上管理、管制。

表1　滑坡涌浪計算結果

4　基本認識

通過上述分析，得到以下基本認識：

(1)溪洛渡水庫蓄水后，干海子滑坡體前緣發(fā)生變形、塌岸，拉裂縫距離坡體前緣約50 m；其他部位地表變形不明顯。表觀監(jiān)測發(fā)現(xiàn)，干海子滑坡體、唐家灣座滑體在水庫蓄水過程中發(fā)生了不同程度的變形調整。地表變形主要發(fā)生在滑坡堆積體的前緣部位，其余部位變形量相對有限；坡體前緣變形與庫水位變化有明顯的相關性，主要的變形發(fā)生在水位升降期。

(2)綜合干海子滑坡體的地質條件、失穩(wěn)模式、可能失穩(wěn)范圍等分析，并結合潘家錚法分析成果，可認為滑坡堆積體前緣解體滑塌造成的涌浪傳播至壩址區(qū)的最大浪高不超過3 m，高程不超過600.5 m，對溪洛渡壩址區(qū)主體工程不會造成大的影響，但會對本岸、對岸水邊線附近人員、水上交通等造成影響，需引起重視。根據(jù)現(xiàn)場巡視發(fā)現(xiàn)干海子滑坡的前緣金沙江邊仍有居民釣魚等現(xiàn)象，需加強管理。

[1]中國電建集團成都勘測設計研究院有限公司.金沙江溪洛渡水電站蓄水期干海子滑坡穩(wěn)定性復核專題報告[R].2015.

2016-03-07

黃嘯鷹(1976-)，男，貴州銅仁人，高級工程師,從事水利水電工程地質勘測設計工作。

TV697.3;P642.22

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1003-9805(2016)03-0042-03