新榮地水電站滑坡勘察及穩(wěn)定性分析

張新興

（廣西水利電力勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司，南寧 530023）

1 工程概況[1]

融水縣新榮地電站滑坡位于副廠房東北側(cè)，與副廠房一路（寬約7 m）之隔。受水電站工程建設(shè)活動(dòng)影響，滑坡發(fā)生之前整個(gè)人工邊坡長(zhǎng)約67.0 m，開(kāi)挖高度約22 m，按兩級(jí)開(kāi)挖，開(kāi)挖坡比1∶1.2，邊坡中部214 m高程設(shè)置馬道（寬約3.5 m），分別于高程266.7、232.0～234.0 m 處設(shè)置了兩條截水溝。邊坡采用漿砌石擋墻（坡腳）+掛網(wǎng)噴砼（坡面）支護(hù)。馬道附近設(shè)置了兩個(gè)減壓洞，洞口呈城門(mén)洞型，高1.8～2.0 m，寬2.1～2.2 m，進(jìn)口段長(zhǎng)4.6～5.0 m 采用混凝土襯砌，往里隧洞呈近長(zhǎng)方形，且高度逐漸降低，采用鋼拱架支護(hù)。邊坡支護(hù)于2011年完成，2020年6～7 月強(qiáng)降雨后，邊坡先后發(fā)生兩次滑坡，滑坡體主要位于兩減壓洞之間（見(jiàn)圖1）。為進(jìn)一步查明滑坡的位置、分布范圍、滑坡發(fā)生的原因，以及分析評(píng)估現(xiàn)狀滑坡的穩(wěn)定性，對(duì)滑坡采用了多種綜合勘察方法。

2 滑坡區(qū)工程地質(zhì)條件

（1）地質(zhì)構(gòu)造及地震效應(yīng)。場(chǎng)區(qū)滑坡范圍未見(jiàn)斷層及大規(guī)模褶皺發(fā)育，整體呈單斜構(gòu)造，根據(jù)地質(zhì)測(cè)繪成果，巖層產(chǎn)狀N65°～75°W，SW∠20°～35°，由于巖體層薄質(zhì)軟，巖層傾角扭曲變化較為頻繁。主要發(fā)育兩組“X”型節(jié)理。①J1：N60°～70°W，SW∠66°～80°，節(jié)理面起伏粗糙，微張，褐黃色渲染，充填巖屑、泥質(zhì)，延伸長(zhǎng)度一般1～5 m，節(jié)理間距0.3～0.8 m；②J2：N35°～50°E，⊥，節(jié)理面平直粗糙，微張，褐黃色渲染，充填巖屑、泥質(zhì)，延伸長(zhǎng)度一般1～3 m，節(jié)理間距0.1～0.2 m。根據(jù)《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》（GB 18306-2015）和《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50011-2010），本區(qū)地震動(dòng)峰值加速度為0.05 g，反應(yīng)譜特征周期為0.35 s，對(duì)應(yīng)地震基本烈度為Ⅵ度。近場(chǎng)區(qū)及場(chǎng)址區(qū)無(wú)地震活動(dòng)記載，工程區(qū)區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造穩(wěn)定性較好。

（2）地層巖性。根據(jù)地質(zhì)調(diào)繪及鉆孔揭露情況，滑坡區(qū)地層從上至下依次為第四系殘坡積物（Qedl）、下板溪群（Pta）。①第四系殘坡積物（Qdel）：為含碎石粉質(zhì)黏土，褐黃色為主，層厚1.5～3.5 m；②下板溪群（Pta）：薄層狀?yuàn)A中厚層狀片巖夾少量變粒巖，強(qiáng)風(fēng)化呈褐黃色、淺黃色，弱風(fēng)化呈灰色、青灰色。

（3）水文地質(zhì)條件。本廠區(qū)為丘陵坡地，現(xiàn)坡體表面植被茂密，未見(jiàn)明顯地表水發(fā)育。由于邊坡下部存在無(wú)壓發(fā)電洞，大幅降低了坡內(nèi)的地下水位。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)調(diào)繪結(jié)果，均未發(fā)現(xiàn)有地下水從邊坡流出，馬道附近的兩個(gè)減壓洞也未發(fā)現(xiàn)有滲水痕跡，推測(cè)坡體地下水位高程約200.0 m。

3 滑坡勘察方法

勘察采取工程地質(zhì)調(diào)查與測(cè)繪、工程測(cè)量、鉆探、物探等綜合勘察方法。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)邊坡的滑坡形態(tài)特征，沿滑坡滑動(dòng)方向布置2 條勘探線，間距14 m，每條勘探線上布置3～4 個(gè)鉆孔，鉆孔間距7～15 m，共布置8 個(gè)鉆孔，孔深2.0～6.0 m。由于邊坡較陡，且滑坡體極不穩(wěn)定，為了不擾動(dòng)滑坡體，采用輕便鉆機(jī)進(jìn)行鉆探，以查清滑坡體滑動(dòng)面埋深、覆蓋層厚度及巖體特征等。為查明滑面的分布深度等，共布置4條高密度測(cè)試剖面，3條沿邊坡走向按不同高程布置，1條垂直于坡面走向布置。

4 滑坡穩(wěn)定性分析與評(píng)價(jià)

4.1 滑坡發(fā)育特征及歷史

4.1.1 滑坡形態(tài)特征

該滑坡類型屬堆積層（土質(zhì)）滑坡與順層滑坡混合，具有下列形態(tài)要素及特征：

（1）滑坡體?；麦w前緣寬約38 m，縱向（主滑向，大致為203°）長(zhǎng)約28 m，根據(jù)鉆孔情況及物探測(cè)試成果，滑體厚度為1.0 m～3.5 m，滑坡面積約1000 m2，體積約3000 m3，屬小型滑坡?；麦w地形較陡，坡度一般為30°～40°。坡面凹凸不平，滑坡后緣呈臺(tái)階狀，滑坡后緣壁及后緣平臺(tái)明顯。組成滑體巖性為第四系滑坡堆積層（Qdel）含碎石粉質(zhì)黏土及碎塊石，并混雜有鋼筋網(wǎng)、噴砼碎塊等，含碎塊石粉質(zhì)黏土呈稍濕，松散狀，含10%～40%碎石，分布不均勻，局部含量低，呈棱角狀、片狀，粒徑以20～200 mm為主，成分為強(qiáng)風(fēng)化片巖、變粒巖為主，土質(zhì)黏性較差。整體來(lái)看馬道以上及滑體東側(cè)粉質(zhì)黏土含量較高，馬道以下及坡角基本以碎片狀片巖為主。

（2）滑動(dòng)帶與滑床面?；瑒?dòng)帶厚度0.2～0.5 m，馬道以上滑面主要由含碎石粉質(zhì)黏土組成，呈稍濕～濕（雨季以濕為主），松散狀，土體在滑動(dòng)過(guò)程中受擠壓剪切破壞，排列混亂，滑動(dòng)面光滑。馬道以下滑面主要為層面及裂隙面，呈直線型或折線性形，滑面光滑，充填巖屑或泥質(zhì)?；渤蕡A弧形～折線形，主要由殘坡積物或?qū)用娉涮钗锝M成。

（3）滑坡周界?；轮芙缜逦?，平面上大致呈圈椅狀，周長(zhǎng)約160 m。后緣及兩側(cè)裂縫新鮮，后緣向下滑移深約1.2 m。

（4）滑坡壁?；潞蟊诨狙仄马斀厮疁习l(fā)育，總體呈直線形，壁高約1.2 m，坡度50°～75°，巖性為含碎石粉質(zhì)黏土?；聝蓚?cè)壁不明顯，多呈裂縫狀。

（5）滑坡裂縫。滑坡后緣及兩側(cè)裂縫很發(fā)育，主要為拉張裂縫，寬一般為5～20 cm，延伸長(zhǎng)度一般10～30 m。

（6）滑坡前緣?；虑熬壷饕挥谄履_附近，巖性主要為弱風(fēng)化片巖，原有掛網(wǎng)噴混凝土明顯鼓脹開(kāi)裂。

4.1.2 滑坡發(fā)育歷史

根據(jù)調(diào)查，邊坡自2011 年施工完至2020 年均未發(fā)現(xiàn)有明顯的滑動(dòng)開(kāi)裂現(xiàn)象，2020 年6 月大暴雨后，開(kāi)始滑塌且主要為266.7 m 高程附近排水溝往下滑動(dòng)，形成了清晰的滑動(dòng)后緣，高度約1.2 m，近直立；2020年7月大雨過(guò)后已滑動(dòng)的滑體再次滑動(dòng)，于225.0 m高程附近形成了后緣陡坎，高約2.0 m（見(jiàn)圖2）。西北側(cè)1#減壓洞上部原噴砼已明顯變形開(kāi)裂，下部土體出現(xiàn)掏空（見(jiàn)圖3），1#減壓洞附近馬道外側(cè)約0.5～1.0 m明顯下挫，形成高1.5～1.8 m陡坎（見(jiàn)圖4），滑動(dòng)體下部坡腳噴砼明顯鼓脹開(kāi)裂（見(jiàn)圖5），但坡腳漿砌石擋墻現(xiàn)狀良好，未見(jiàn)變形、位移及開(kāi)裂情況。

4.2 滑坡穩(wěn)定性分析

4.2.1 定性分析

滑坡現(xiàn)狀地形較陡，坡度為30°～40°，高差約20 m。組成滑坡體的物質(zhì)為第四系滑坡堆積層（Qdel）混碎塊石粉質(zhì)黏土、碎塊石，厚度為1.0～3.5 m，土體已受滑動(dòng)擾動(dòng)，結(jié)構(gòu)較松散?；w坡面有坍塌現(xiàn)象，兩側(cè)及后緣裂縫發(fā)育，雨季地表水易沖刷坡面并沿裂縫下滲邊坡，軟化邊坡巖土體，易發(fā)生坍塌、滑坡等不良地質(zhì)作用。該邊坡高陡的地形條件、松散的滑坡堆積層和發(fā)育的不良地質(zhì)作用對(duì)滑坡穩(wěn)定不利。另外邊坡為巖土混合邊坡，巖層走向平行邊坡走向，傾向坡外，為順向坡，開(kāi)挖坡度陡于巖層傾角，巖層薄，易發(fā)生順層滑動(dòng)。綜合分析可以得出，該滑坡現(xiàn)狀整體穩(wěn)定性差。目前為旱季，邊坡處于臨界狀態(tài)，雨季來(lái)臨，在雨水沖刷、下滲作用下邊坡滑塌范圍易進(jìn)一步擴(kuò)大。

4.2.2 定量分析

（1）計(jì)算方法。因滑坡體以含碎石粉質(zhì)黏土及碎塊石為主，混雜有鋼筋網(wǎng)、噴砼碎塊整體較為松散，因此采用圓弧滑動(dòng)法對(duì)滑坡的穩(wěn)定性進(jìn)行定量計(jì)算分析，以勘察所得滑面作為指定滑面，選取代表性剖面6-6＇計(jì)算其邊坡穩(wěn)定系數(shù)。對(duì)于未發(fā)生滑動(dòng)邊坡選取代表性剖面7-7＇，指定層面作為潛在滑面計(jì)算其邊坡穩(wěn)定系數(shù)。計(jì)算工況采用天然工況和暴雨工況。本區(qū)地震基本烈度為Ⅵ度，地震動(dòng)峰值加速度為0.05 g，對(duì)邊坡穩(wěn)定性影響較小，分析不考慮地震影響。

（2）計(jì)算參數(shù)的選擇。根據(jù)土工試驗(yàn)成果、反算法和工程類比，并結(jié)合當(dāng)?shù)亟ㄖ?jīng)驗(yàn)，滑坡計(jì)算時(shí)各巖土層的物理力學(xué)參數(shù)值如表1所示。

表1 邊坡穩(wěn)定性計(jì)算參數(shù)建議值

（3）計(jì)算結(jié)果及分析。計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 滑坡穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果

根據(jù)計(jì)算結(jié)果并參考《滑坡防治工程勘查規(guī)范》（GB/T 32864-2016）表7 可知，6-6＇剖面在天然工況和暴雨工況下，邊坡處于不穩(wěn)定狀態(tài)；7-7＇剖面在天然工況下，邊坡處于穩(wěn)定狀態(tài)，暴雨工況邊坡處于欠穩(wěn)定狀態(tài)。分析結(jié)果表明：滑坡體現(xiàn)狀處于不穩(wěn)定狀態(tài)，滑坡后緣較陡，為土質(zhì)邊坡，一旦遭遇降雨極有可能引起上部土質(zhì)邊坡發(fā)生滑塌；未滑動(dòng)邊坡雖然在正常情況下處于穩(wěn)定狀態(tài)，但如遇強(qiáng)降雨，邊坡存在發(fā)生滑塌的風(fēng)險(xiǎn)。

5 結(jié)語(yǔ)

根據(jù)滑坡體積和滑體厚度，本工程滑坡為淺層小型滑坡，根據(jù)邊坡巖土結(jié)構(gòu)分類屬于殘坡積層與順層混合型滑坡，根據(jù)滑動(dòng)方式，屬于推移式滑坡。對(duì)滑坡穩(wěn)定性進(jìn)行分析，結(jié)果表明：該滑坡處于不穩(wěn)定狀態(tài)，需進(jìn)行工程處理。

邊坡工程處理可采用削坡減載處理方案，基巖邊坡建議按巖層傾角（30°）進(jìn)行放坡處理，土質(zhì)邊坡建議按1∶1.5 坡比進(jìn)行放坡，或采用分級(jí)新建擋墻+放坡的方式，并對(duì)坡面進(jìn)行防滲排水措施，于坡頂設(shè)置截水溝，并保證截水溝耐久性，定期對(duì)截水溝進(jìn)行巡視清理；也可采用加固措施，建議對(duì)滑坡面進(jìn)行平整夯實(shí)，采用框格梁+錨筋樁進(jìn)行邊坡加固，錨筋樁末端建議進(jìn)入弱風(fēng)化基巖一定深度，并穿過(guò)推測(cè)潛在滑動(dòng)面，同時(shí)在框格梁內(nèi)種植草皮，防止雨水沖刷。對(duì)于未滑動(dòng)邊坡，建議補(bǔ)充現(xiàn)狀邊坡排水孔，并對(duì)邊坡進(jìn)行變形監(jiān)測(cè)。