江坪河水電站梅家臺(tái)滑坡體安全監(jiān)測(cè)與資料分析

陳俊生，曹云飛，孔 松，陶家祥，朱 杰

(1.南瑞集團(tuán)有限公司，江蘇 南京 211100；2.湖北能源集團(tuán)溇水水電有限公司，湖北 恩施 445801)

1 工程概況

江坪河水電站位于湖北省恩施土家族苗族自治州鶴峰縣走馬鎮(zhèn)的溇水上游河段，工程規(guī)模為一等大(1)型。樞紐工程由混凝土面板堆石壩、右岸2條開敞式洞室溢洪道和1條泄洪放空洞、左岸引水發(fā)電系統(tǒng)及岸邊地面廠房組成。壩址下游河谷1～3 km范圍內(nèi)發(fā)育有新屋場(chǎng)、梅家臺(tái)、天坑窩、謝家?guī)X、瓦屋臺(tái)等多個(gè)滑坡體和變形體，各滑坡和變形體在成因機(jī)制上具有高度一致性[1]。其中，梅家臺(tái)滑坡體是重點(diǎn)治理對(duì)象。

梅家臺(tái)滑坡體位于壩址下游約1.8 km處的左岸新屋場(chǎng)變形體內(nèi)，2007年受強(qiáng)降雨影響發(fā)生滑坡而形成，塌滑及變形開裂的坡體面積達(dá)12萬m2以上，約265萬m3。巖體產(chǎn)狀N10°～20°W，SW∠15°～25°，為斜交反向坡?；麦w前緣剪出口高程約347 m，寬約190 m；后緣高程為834 m，相對(duì)高程達(dá)500 m以上?；w縱長(zhǎng)約740 m，主滑方向?yàn)镾48°E。梅家臺(tái)滑坡發(fā)生后，對(duì)其進(jìn)行了綜合治理，主要包括石方開挖、錨噴支護(hù)、抗滑樁、鋼管樁、錨桿支護(hù)、錨索支護(hù)、格溝梁、馬道混凝土等[2]，并設(shè)置了相應(yīng)的安全監(jiān)測(cè)項(xiàng)目，對(duì)治理效果和滑坡體穩(wěn)定性進(jìn)行評(píng)價(jià)。

2 梅家臺(tái)滑坡體安全監(jiān)測(cè)布置

根據(jù)梅家臺(tái)滑坡體的地形地質(zhì)條件，結(jié)合治理情況，主要設(shè)置了如下安全監(jiān)測(cè)項(xiàng)目：

(1)內(nèi)部變形監(jiān)測(cè)。設(shè)置了測(cè)斜孔和多點(diǎn)位移計(jì)。在主要監(jiān)測(cè)斷面共設(shè)置了16個(gè)測(cè)斜孔；在540 m高程以上埋設(shè)了2組四點(diǎn)式位移計(jì)，540 m高程以下埋設(shè)了3組三點(diǎn)式位移計(jì)和1組四點(diǎn)式位移計(jì)。

(2)地下水位監(jiān)測(cè)。在滑坡體不同高程共布置了6個(gè)地下水位觀測(cè)孔，施工期采用便攜式水位計(jì)進(jìn)行測(cè)量。

(3)支護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)力監(jiān)測(cè)。根據(jù)不同區(qū)域邊坡加固處理方式的不同，選擇變形敏感部位和重點(diǎn)加固部位進(jìn)行監(jiān)測(cè)。錨桿監(jiān)測(cè)選擇斷面以主要受力長(zhǎng)錨桿作為監(jiān)測(cè)對(duì)象，每根錨桿沿深度上布設(shè)1支或3支錨桿應(yīng)力計(jì)，共埋設(shè)12組單點(diǎn)式錨桿應(yīng)力計(jì)和10組三點(diǎn)式錨桿應(yīng)力計(jì)；預(yù)應(yīng)力錨索選擇斷面以主要受力的長(zhǎng)錨索或大噸位錨索作為監(jiān)測(cè)對(duì)象，安裝錨索測(cè)力計(jì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，共安裝了13臺(tái)錨索測(cè)力計(jì)；鋼筋樁監(jiān)測(cè)選擇在滑坡體540 m高程以下6、12號(hào)抗滑樁和1號(hào)公路外側(cè)16、23號(hào)抗滑樁共埋設(shè)了36支鋼筋計(jì)，監(jiān)測(cè)抗滑樁豎向鋼筋應(yīng)力。梅家臺(tái)滑坡體M1～M3監(jiān)測(cè)斷面布置見圖1。

表1 多點(diǎn)位移計(jì)監(jiān)測(cè)成果

圖1 梅家臺(tái)滑坡體主要監(jiān)測(cè)斷面布置(高程：m)

3 安全監(jiān)測(cè)資料分析

3.1 深部變形

3.1.1多點(diǎn)位移計(jì)監(jiān)測(cè)成果

圖監(jiān)測(cè)成果

3.1.2測(cè)斜孔監(jiān)測(cè)成果

圖3 INm2-2測(cè)斜孔累計(jì)位移-深度關(guān)系

測(cè)斜孔底部深入滑動(dòng)面以下相對(duì)穩(wěn)定的基巖，近似認(rèn)為是不動(dòng)點(diǎn)，作為變形基準(zhǔn)點(diǎn)。采用活動(dòng)測(cè)斜儀每0.5 m測(cè)讀1組數(shù)據(jù)，以此作出隨深度變化的累計(jì)位移曲線，即累計(jì)位移-深度曲線。限于篇幅，選擇中部M2監(jiān)測(cè)斷面660 m高程的INm2-2測(cè)斜孔及366 m高程的INm2-7測(cè)斜孔進(jìn)行分析，累計(jì)位移-深度曲線分別見圖3、4。圖3、4中，A向?yàn)榇怪边吰路较颍蚺R空面變形為正；B向?yàn)槠叫羞吰路较颍蜻吰伦髠?cè)變形為正。從圖3、4可知：

(1)測(cè)斜孔INm2-2中，A向8～38 m深度向凌空面變形，呈“D”形分布，中部較大，最大位移為34.0 mm，發(fā)生在27.5 m深度。近2年的曲線分布規(guī)律基本一致，未出現(xiàn)明顯滑動(dòng)面，主要以蠕變變形為主；B向自2016年以來8 m深度以下變形較小，表層為向坡右側(cè)變形，最大23.6 mm，無明顯錯(cuò)動(dòng)變形。

(2)測(cè)斜孔INm2-7中，A向和B向均呈“V”形分布，表現(xiàn)為向臨空面和向邊坡左側(cè)變形。2016年以后位移分布曲線基本一致，說明該處變形已基本收斂。

表2 地下水位特征值統(tǒng)計(jì) m

圖4 INm2-7測(cè)斜孔累計(jì)位移-深度關(guān)系

3.2 地下水位

滑坡體共設(shè)置了7個(gè)水位孔。其中，OHm2- 4于2011年4月開始觀測(cè)，其他6個(gè)孔于2010年11月觀測(cè)。410 m高程的OHm2-5孔在2011年6月之后失效?；麦w地下水位特征值統(tǒng)計(jì)見表2。從表2可知，各測(cè)點(diǎn)最高地下水位均低于孔口30 m以上，最高水位為630.5 m，位于661m高程的OHm2-2孔。2016年～2019年地下水位年變幅在4 m以內(nèi)，巖體內(nèi)排水較好，地下水位較穩(wěn)定。地下水位典型變化過程見圖5。

圖5 地下水位典型變化

3.3 支護(hù)應(yīng)力分析

3.3.1鋼筋樁鋼筋應(yīng)力

在滑坡體540 m高程以下6、12號(hào)抗滑樁和1號(hào)公路外側(cè)16、23號(hào)抗滑樁共埋設(shè)了36支鋼筋計(jì)監(jiān)測(cè)抗滑樁豎向鋼筋應(yīng)力。4個(gè)抗滑樁鋼筋應(yīng)力特征值統(tǒng)計(jì)見表3。從表3可知，絕大多數(shù)監(jiān)測(cè)部位表現(xiàn)為受拉狀態(tài)，最大拉應(yīng)力為46.79 MPa，出現(xiàn)在16號(hào)抗滑樁，總體應(yīng)力水平較低，且無明顯趨勢(shì)性變化。測(cè)點(diǎn)Rm3-1～ Rm3- 8監(jiān)測(cè)的鋼筋應(yīng)力典型變化過程見圖6。

表3 抗滑樁鋼筋應(yīng)力特征值統(tǒng)計(jì) MPa

圖6 抗滑樁鋼筋應(yīng)力典型變化過程

3.3.2錨桿應(yīng)力

滑坡體共埋設(shè)了12組單點(diǎn)式錨桿應(yīng)力計(jì)，10組三點(diǎn)式錨桿應(yīng)力計(jì)。測(cè)得錨桿拉應(yīng)力絕大部分在10 MPa以內(nèi)，最大拉應(yīng)力為32.3 MPa，總體應(yīng)力值較低，且無明顯趨勢(shì)性變化。三點(diǎn)式錨桿應(yīng)力測(cè)點(diǎn)ASm1- 07和 ASm1- 08監(jiān)測(cè)的錨桿應(yīng)力典型變化過程見圖7。

圖7 錨桿應(yīng)力典型變化過程

3.3.3錨索荷載

表4 預(yù)應(yīng)力錨索監(jiān)測(cè)成果統(tǒng)計(jì)

圖8 預(yù)應(yīng)力錨索荷載典型變化過程

4 結(jié) 語

梅家臺(tái)滑坡發(fā)生后，對(duì)其進(jìn)行了開挖及支護(hù)治理，設(shè)置合理的安全監(jiān)測(cè)項(xiàng)目，對(duì)治理效果和滑坡體穩(wěn)定性進(jìn)行評(píng)價(jià)。監(jiān)測(cè)成果顯示，滑坡巖體深部變形主要表現(xiàn)為蠕變，未發(fā)現(xiàn)明顯的位錯(cuò)滑動(dòng)現(xiàn)象，總體變形趨于收斂；地下水作為誘導(dǎo)滑坡的重要因素，其水位保持在較低水平，變化平穩(wěn)，說明排水情況較好，有利于邊坡的穩(wěn)定；鋼筋樁、錨桿、預(yù)應(yīng)力錨索等支護(hù)結(jié)構(gòu)受力不大，應(yīng)力變化穩(wěn)定，進(jìn)一步說明了梅家臺(tái)滑坡體通過綜合治理取得了良好的效果，邊坡總體穩(wěn)定。此外，梅家臺(tái)滑坡體個(gè)別部位的變形存在尚未收斂的情況，仍需繼續(xù)加強(qiáng)觀測(cè)。