大藤峡水利枢纽工程南木江1号鱼道边坡滑坡分析

吕 赫，史海燕，杨瑞刚

（中水东北勘测设计研究有限责任公司，吉林 长春 130021）

0 引言

大藤峡水利枢纽主坝位于珠江流域西江干流黔江河段的大藤峡出口弩滩附近，是红水河梯级规划中最末一个梯级，工程任务为防洪、航运、发电、补水压咸、灌溉等综合利用。水库正常蓄水位61.00 m，相应库容28.13亿m3，装机容量1 600 MW。枢纽由黔江主坝、黔江副坝、南木江副坝和船闸组成。南木江副坝位于黔江与南木江交汇口下游约750 m处的南木江上，坝型为粘土心墙石渣坝，坝长647.60 m。

南木江1号鱼道在南木江副坝坝前，位于灌溉和生态取水口左侧，布置在南木江副坝重力坝段上。施工期，鱼道边坡发生蠕变开裂，在坡面上出现多条裂缝，宽2～20 cm。在做好监测和安全防范的基础上，对边坡的开裂问题进行分析研究，并提出处理方案。

1 地质概况

1.1 边坡滑动范围及规模

南木江1号鱼道桩号Y0-060～Y0+110 m段边坡发生蠕变开裂滑动，分布高程为48～140 m，总面积约2.20万m2，体积约8.83万m3，厚度一般3.0～5.0 m，最大厚9.5 m。

1.2 地形地貌

南木江1号鱼道滑坡体边坡地势东高西低，地面高程55～140 m。开挖边坡坡比一般为1∶1.5～1∶1.2，滑坡体开裂范围内天然坡度约20°，滑坡体后缘天然坡度约30°。在滑坡体两侧各发育1条冲沟，呈S70°E方向，冲沟较浅，沟内无常年流水。

1.3 地层岩性

工程区内出露的地层为泥盆系那高岭组D1n11-6层和第四系覆盖层。D1n11-6层岩性为紫红色粉砂岩夹灰绿色粉砂岩、泥岩，多呈强风化状态，局部为弱风化状态。第四系覆盖层为第四系残坡积物（Q4edl）和地滑堆积物（Q4del）组成。残坡积物（Q4edl）岩性为含粘土角砾；地滑堆积物（Q4del）组成物分为上下两部分，上部岩性为含粘土角砾和混合土碎石，下部岩性为全～强风化状态的灰绿色泥岩、泥质粉砂岩。

1.4 地质构造

在滑坡体右侧边缘见有F85断层破碎带穿过，由灰黑色和黄绿色糜棱岩、糜棱化碎块及断层泥组成。该滑坡体下部岩体内主要发育3组节理：1）N60°～70°W，NE∠70°～80°；2）N45°～55°E，SE∠70°～80°；3）N20°W，SW∠70°～75°。D1n11-6层的岩体内见有泥型软弱夹层发育。

1.5 水文地质

场区内的地下水为基岩裂隙水，受大气降雨补给，向坡底沟内排泄，地下水埋深一般为2.0～20.0 m。在桩号Y0+096 m，高程60 m处见有地下水出露点。在坡底鱼道基础面见流水，水深一般为0.2～0.5 m。

2 滑坡特征及成因分析

2.1 发育分布特征

根据资料收集和现场调查分析，南木江1号鱼道滑坡体底滑面出露于开挖边坡上，出露高程相对高差较大，在东南侧底滑面出露高程约48 m，在东侧底滑面出露高程一般为60～66 m。

由横剖面看，滑坡体前缘地形较陡，坡度约35°，中间地形较缓约20°，后缘地形约30°，呈折线型，该剖面滑坡底与地形近平行。1-1剖面处滑坡厚度比较均一，一般为3.0～5.0 m，滑面长205 m，滑面呈折线型；2-2剖面处滑坡中间厚，前缘和后缘薄，厚度一般为2.0～8.0 m，滑面长181 m，滑面整体呈折线型；3-3剖面滑坡体厚度一般为2.0～8.0 m，前缘处最厚，该剖面滑面前缓后陡，长95 m。

2.2 边界范围确定

在滑坡的后缘地面高程136 m处，见有裂缝长约2 m，宽约2 cm，错台10 cm，滑坡左缘沿冲沟发育，见多条裂缝，裂缝方向为N70°W，裂缝宽4～20 cm，错台10 cm。在滑坡右缘83 m高程处开挖探坑NTK05，在坑深5 m处测得裂缝宽约2 cm，发育方向为N70°W。滑坡前缘裂缝分布于正在开挖的边坡上，剪出口可见明显的前缘反翘。

在滑坡体上见多条拉裂缝，裂缝方向以N30°～40°E方向为主，宽度一般为2～15 cm。其中在高程110 m处，裂缝最宽达130 cm，错台30 cm。

2.3 组成物质

滑坡体为地滑堆积物（Q4del），厚度一般3.0～5.0 m，上部为含粘土角砾和混合土碎石，下部为全～强风化状态的灰绿色泥岩、泥质粉砂岩。

滑带土位于紫红色岩体上部，组成物为紫红～灰绿色可塑、软塑状粘土，厚度一般5～10 cm，出露高程一般为60～66 m。在探坑和滑坡剪出口位置取滑带土样4组，试验成果见表1和表2。

表1 滑带土土样颗粒含量试验成果汇总表 （%）

表2 滑带土土样物理力学性质试验成果汇总表

2.4 成因分析

1）设计变更导致鱼道长度增加，鱼道轴线更靠近山体，鱼道开挖更多。

2）滑体上部岩性为含粘土角砾和混合土碎石，结构较松散，雨水极易下渗，下部岩性为全～强风化状态的灰绿色泥岩和泥质粉砂岩，遇水易软化。灰绿色泥岩、泥质粉砂岩与下部坚硬的紫红色粉砂岩间软弱夹层发育，软弱夹层遇水软化呈可塑、软塑状态，抗剪强度明显降低。因此，上部岩、土体沿软弱夹层发生滑动，为牵引式蠕动。

3）降雨是滑坡的主要诱因，由于产生和发生均是降雨中或降雨后，雨水下渗，软弱夹层形状恶化，摩擦力和凝聚力降低。

4）该鱼道开挖边坡方向为N4°W，该部位岩层整体产状走向N0°～10°E，倾向SE，倾角以20°为主，故该边坡为顺向边坡。施工开挖导致该边坡坡脚被挖除，产生了临空面，破坏了原天然边坡的稳定性。

5）施工过程中边坡未及时支护。

3 加固方案

3.1 方案说明

此方案不挖除滑动范围覆盖层，在滑动范围桩号Y0-060～Y0+110 m现状开口线外10 m处设置1排抗滑桩。抗滑桩采用机械造孔，为直径1.5 m的圆桩，间距为3.0 m，长度初定15.0 m（以深入弱风化岩1/3桩长为准）。每根桩上部设1根1 000 kN锚索，桩顶设1.0 m高冠梁。边坡开挖范围外、中部、底部均设坡面截水沟，同时在截水沟内侧设1排排水孔。排水孔直径为75 mm，长度为5.0 m，间距为3.0 m。抗滑桩+锚索支护完成后，进行下部切脚开挖。

3.2 护后边坡稳定评价

依据SL 386-2007《水利水电工程边坡设计规范》进行稳定性评价。依据规范表3.2.2（边坡的级别与水工建筑物级别的对照关系），边坡下部为鱼道，边坡级别定为3级。稳定性计算时，考虑3种工况，计算结果见表3。

依据规范表3.4.2（抗滑稳定安全系数标准），表3两条剖面计算结果中，3种工况下，边坡均稳定。

表3 边坡安全稳定系数计算表

4 结语

南木江1号鱼道桩号Y0-060～Y0+110 m段边坡发生蠕变开裂滑动，经现场勘查和分析边坡蠕变开裂滑动的原因，通过计算确定了抗滑桩+锚索方案的可行性。通过及时的支护，保障了后期的施工安全，提高了1号鱼道边坡的安全性。该边坡的成功案例，也可为同类型的边坡支护提供参考依据和经验借鉴。