摘要：滑坡穩(wěn)定性問(wèn)題是百余年以來(lái)工程地質(zhì)及巖土工程研究領(lǐng)域的一個(gè)備受關(guān)注的挑戰(zhàn)性課題。由于滑坡災(zāi)害造成的損失相當(dāng)大，而我國(guó)是一個(gè)多山、多丘陵的國(guó)家，因此也是滑坡災(zāi)害多發(fā)的國(guó)家，滑坡給我國(guó)造成的損失也非常嚴(yán)重。近年來(lái)，由于基礎(chǔ)建設(shè)的需要，特別是三峽工程的建設(shè)，很多庫(kù)區(qū)內(nèi)的邊坡在水庫(kù)蓄水和人工建設(shè)的多重因素的影響下，穩(wěn)定狀態(tài)會(huì)發(fā)生改變，從而會(huì)危及到水庫(kù)及庫(kù)區(qū)內(nèi)人民的財(cái)產(chǎn)和安全。本文選取樂(lè)昌峽水利樞紐滑坡為研究對(duì)象，采用多種方法對(duì)其穩(wěn)定性問(wèn)題進(jìn)行綜合研究，從而可為其治理提供可靠依據(jù)，還可為其他庫(kù)岸滑坡的穩(wěn)定性研究提供參考。
　　關(guān)鍵詞：庫(kù)水變化 滑坡穩(wěn)定性 涌浪預(yù)測(cè)
　　1.工程概況
　　樂(lè)昌峽水利樞紐工程位于廣東省韶關(guān)市樂(lè)昌境內(nèi)北江支流武水樂(lè)昌峽河段內(nèi)，壩址地處塘角車(chē)站附近，下距樂(lè)昌市區(qū)約14km、韶關(guān)市區(qū)約81.4km。是北江上游關(guān)鍵性防洪控制工程，是以防洪、發(fā)電為主，兼顧航運(yùn)、灌溉等綜合利用的樞紐工程。防洪庫(kù)容為2.1129億m3，總庫(kù)容為3.4389億m3，水庫(kù)迴水全長(zhǎng)61.69km，電站裝機(jī)容量為132MW，正常蓄水位為154.5m。
　　樞紐工程為Ⅱ等大(2)型工程，主要由攔河大壩、引水系統(tǒng)、發(fā)電廠(chǎng)房、上游過(guò)壩碼頭等建筑物組成。攔河壩為碾壓混凝土重力壩，最大壩高84.6m，壩頂長(zhǎng)256.0m;引水系統(tǒng)位于壩址左岸，引水、尾水隧洞均采用一管一機(jī)的布置型式。地下廠(chǎng)房位于左壩頭微風(fēng)化巖體內(nèi)，內(nèi)裝3臺(tái)單機(jī)容量為44MW的水輪發(fā)電機(jī)組。
　　2.工程地質(zhì)條件
　　鵝公帶古滑坡體位于塘角壩址上游1.3km，分布在右岸，滑坡體總方量約240萬(wàn)m3。根據(jù)勘察成果，鉆孔和地表測(cè)繪揭露存在古滑動(dòng)帶，地貌上存在“雙溝同源”，地下水活躍，有多處泉水出露點(diǎn)，地表水下滲，前、后緣滑坡體特征明顯。地面產(chǎn)生的裂縫為受強(qiáng)降雨影響產(chǎn)生的淺層開(kāi)裂和局部塌陷，多沿基巖與坡積、風(fēng)化土界面分段開(kāi)裂，未見(jiàn)整體變形跡象，目前處于穩(wěn)定狀態(tài)。
　　根據(jù)鉆探、洞探和地面測(cè)繪等資料，圈定滑坡體范圍，滑體性質(zhì)和滑帶特征?；瑤楹罢惩痢惩临|(zhì)砂～粘土質(zhì)礫夾層，位于全風(fēng)化帶與強(qiáng)風(fēng)化帶分界上，厚30cm～100cm不等，為棕褐、棕黃色礫質(zhì)粘土，呈硬塑～堅(jiān)硬狀，礦物成份由水云母和石英組成，基質(zhì)水云母、絹云母受擠壓而稍呈定向排列，構(gòu)成頁(yè)理，土塊中出現(xiàn)一些巖石碎塊稍具碾磨化特點(diǎn)，可能為動(dòng)力破碎產(chǎn)物。礫石礫徑2cm～3cm不等，次棱角狀，具一定磨圓度?；麦w前緣粘土質(zhì)砂～粘土質(zhì)礫破碎帶中的礫石，礫徑1cm～3cm不等，次棱角狀，具一定磨圓度，這些表明夾層發(fā)生過(guò)錯(cuò)動(dòng)，為滑動(dòng)面(帶)。在論證滑坡體穩(wěn)定性時(shí)，以全風(fēng)化與強(qiáng)風(fēng)化帶分界面(后緣)及粘土質(zhì)砂～粘土質(zhì)礫破碎帶夾層連成一滑動(dòng)面，作為鵝公帶滑坡體的古滑動(dòng)面。
　　3.穩(wěn)定性分析
　　3.1巖土物理力學(xué)指標(biāo)建議值
　　土體強(qiáng)度指標(biāo)及變化規(guī)律是重要的評(píng)價(jià)依據(jù)，同時(shí)考慮巖土體的變形和滲透，鵝公帶古滑坡體各巖土層計(jì)算參數(shù)的選取，考慮試驗(yàn)資料和古滑坡體現(xiàn)狀，及類(lèi)似工程經(jīng)驗(yàn)和穩(wěn)定分析反算，經(jīng)綜合分析確定，其中滑帶土抗剪強(qiáng)度為參考反復(fù)剪殘余強(qiáng)度綜合分析確定，鵝公帶古滑坡體各巖土層物理力學(xué)指標(biāo)建議值如表1。
　　表1 鵝公帶古滑坡體巖土物理力學(xué)指標(biāo)建議值

分 層	容重(×9.8kN/m3)		滲透系數(shù) (cm/s)	抗剪強(qiáng)度(有效應(yīng)力)		抗剪強(qiáng)度(飽和快剪)
	天然容重	飽和容重		摩擦角φ/φ¢(°)	粘聚力 c¢(kPa)	摩擦角 φ(°)	粘聚力  (kPa)
滑體	2.10	2.18	1.2×10-4	30	23	29.7	20
滑帶	2.08	2.15	8.5×10-5	26.5	14	26	15
基巖	2.69	2.71	1.8×10-4	40	300	／	／

　　3.2 參數(shù)反算及敏感性分析
　　由于取樣的局限及室內(nèi)三軸試驗(yàn)條件限制，為了更好地了解強(qiáng)度參數(shù)對(duì)穩(wěn)定分析的影響，需對(duì)滑坡進(jìn)行參數(shù)的敏感性分析，并在此基礎(chǔ)上，通過(guò)反算法對(duì)所推薦的強(qiáng)度參數(shù)值進(jìn)行復(fù)核和修正。對(duì)鵝公帶滑坡體用SLIDE邊坡穩(wěn)定分析計(jì)算程序，同時(shí)用Janbu法和Morgenstern-Price(M-P)法進(jìn)行反算分析，成果詳見(jiàn)表2～表4。
　　表2 不同粘聚力下滑坡的安全系數(shù)

剖面 編號(hào)	強(qiáng)度參數(shù)組合		安全系數(shù) 計(jì)算值		剖面 編號(hào)	強(qiáng)度參數(shù)組合		安全系數(shù) 計(jì)算值
	摩擦角(°)	粘聚力 (kPa)	Janbu法	M-P法		摩擦角(°)	粘聚力(kPa)	Janbu法	M-P法
2-2	26.5	0	1.065	1.081	3-3	26.5	0	1.085	1.075
		5	1.083	1.097			5	1.106	1.095
		10	1.113	1.101			10	1.126	1.116
		15	1.131	1.119			15	1.145	1.136
		20	1.148	1.137			20	1.167	1.158
		25	1.166	1.155			25	1.185	1.177
		30	1.184	1.173			30	1.205	1.197

　　表3 假定安全系數(shù)下強(qiáng)度參數(shù)反算結(jié)果

剖面編號(hào)	安全 系數(shù)	Janbu法反算結(jié)果		M-P法反算結(jié)果
		粘聚力 (kPa)	摩擦角 (°)	粘聚力 (kPa)	摩擦角 (°)
剖面2-2	1	18	23.45	18	23.66
		0	24.8	0	25.1
		10	24.05	10	24.28
	1.10	18	25.69	18	25.9
		6.5	26.5	9.8	26.5
		10	26.32	10	26.45
	1.20	18	27.75	18	27.95
		34.3	26.5	37.5	26.5
		10	28.36	10	28.57
剖面3-3	1	18	23.25	18	23.26
		0	24.65	0	24.9
		10	23.87	10	24.07
	1.10	18	25.3	18	25.5
		4.1	26.5	5.7	26.5
		10	26.12	10	26.32
	1.20	18	27.35	18	27.56
		28.6	26.5	30.3	26.5
		10	28.16	10	28.35

　　表4 不同摩擦角滑坡的安全系數(shù)

剖面 編號(hào)	強(qiáng)度參數(shù) 組合		安全系數(shù) 計(jì)算值		剖面 編號(hào)	強(qiáng)度參數(shù) 組合		安全系數(shù) 計(jì)算值
	粘聚力(kPa)	摩擦角(°)	Janbu法	M-P法		粘聚力(kPa)	摩擦角(°)	Janbu法	M-P法
剖面2-2	14	20	0.826	0.814	剖面3-3	14	20	0.849	0.842
		21	0.869	0.856			21	0.893	0.885
		22	0.912	0.899			22	0.937	0.930
		23	0.956	0.942			23	0.981	0.975
		24	1.000	0.987			24	1.025	1.020
		25	1.044	1.028			25	1.071	1.062
		26	1.091	1.083			26	1.118	1.109
		27	1.138	1.119			27	1.165	1.157
		28	1.186	1.165			28	1.216	1.205
		29	1.235	1.213			29	1.263	1.255
		30	1.280	1.260			30	1.312	1.302

　　根據(jù)計(jì)算分析結(jié)果可以得知：影響滑坡穩(wěn)定的關(guān)鍵強(qiáng)度因素是滑帶土的內(nèi)摩擦角，摩擦角的大小對(duì)滑坡的穩(wěn)定最為敏感;粘聚力對(duì)穩(wěn)定計(jì)算有一定影響，但影響很微小，不敏感。因此，正確選取滑帶土摩擦角是穩(wěn)定分析的關(guān)鍵所在。
　　根據(jù)計(jì)算結(jié)果，并結(jié)合滑坡體的現(xiàn)狀，地質(zhì)勘察所推薦的滑坡穩(wěn)定計(jì)算的強(qiáng)度參數(shù)是比較合理的。
　　3.3 滑坡涌浪預(yù)測(cè)
　　庫(kù)岸滑坡激起涌浪波高計(jì)算，至今尚未圓滿(mǎn)解決。水利水電科學(xué)研究院參考了加拿大麥卡壩、美國(guó)利貝壩和奧地利吉帕施壩的涌浪試驗(yàn)資料，并根據(jù)碧口、拓溪和費(fèi)爾澤(阿)壩涌浪試驗(yàn)資料，結(jié)合拓溪塘巖光滑坡的原型觀(guān)測(cè)成果發(fā)現(xiàn)，水庫(kù)滑坡的滑速和滑體的體積是影響涌浪高度的主要因素，該方法亦稱(chēng)經(jīng)驗(yàn)公式法。本次采用經(jīng)驗(yàn)公式法和潘家錚法，對(duì)可能失穩(wěn)的鵝公帶、松山子滑坡坡體進(jìn)行滑落時(shí)涌浪波高預(yù)測(cè)，各滑坡體參數(shù)選取及預(yù)測(cè)結(jié)果詳見(jiàn)表5～表6。
　　表5 潘家錚法涌浪計(jì)算參數(shù)及預(yù)測(cè)結(jié)果

滑坡體 計(jì)算參數(shù)	鵝公帶滑坡
庫(kù)面寬度B	220
滑坡體長(zhǎng)	240
滑坡體半長(zhǎng)l	120
平均水深d	40
滑體平均厚度	35
滑速	11.3
對(duì)岸最大涌浪高度（m）	13.02
壩址最大涌浪高度（m）	0.63

　　表6 經(jīng)驗(yàn)公式法涌浪計(jì)算參數(shù)及預(yù)測(cè)結(jié)果

滑    坡 參    數(shù)	鵝公帶滑坡
滑速(m/s)	11.3
滑體體積(萬(wàn)m3）	120
綜合影響因素	0.12
對(duì)岸最大涌浪高度（m）	5.9
壩址最大涌浪高度（m）	1.3

　　3.4 岸坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)
　　本次分別采用SLIDE和Stab2008邊坡穩(wěn)定分析計(jì)算程序，同時(shí)用Janbu法和Morgenstern-Price(M-P)法對(duì)古滑坡進(jìn)行穩(wěn)定復(fù)核分析計(jì)算，詳見(jiàn)表7。
　　表7 各水位工況滑坡的安全系數(shù)(沿滑面整體滑動(dòng))

工程部位	計(jì)算程序	正  常  運(yùn)  用  條  件						非常運(yùn)用條件
		天然狀態(tài)	正常高 蓄水位	防洪限 制水位	死水位	設(shè)計(jì)洪水位	水位驟降	校核 洪水位	水位驟降
			154.5m	144.5m	141.5m	162.5m	154.5m→ ←144.5m	164.4m	154.5m→ ←141.5m
		M-P法  (Janbu法)						M-P法
2-2	SLIDE	1.142 (1.128)	1.080 (1.056)	1.036 (1.021)	1.077 (1.059)		1.042 (1.016)		1.042 (1.015)
3-3		1.158 (1.149)	1.040 (1.009)	1.079 (1.057)	1.065 (1.046)		0.979 (0.960)		0.959 (0.943)
2-2	Stab 2008	1.19	1.10	1.09		1.12	1.07	1.13	1.06
3-3		1.18	1.05	1.05		1.06	0.97	1.07	0.96

　　注：SLIDE程序計(jì)算控制標(biāo)準(zhǔn)為1:1.15;Stab2008程序計(jì)算正常運(yùn)用條件控制標(biāo)準(zhǔn)為1:1.1，非常運(yùn)用條件控制標(biāo)準(zhǔn)為1:1.05。
　　根據(jù)計(jì)算成果可知，鵝公帶滑坡在蓄水后其安全系數(shù)較低，但接近規(guī)范要求，在水位驟降時(shí)，安全系數(shù)不滿(mǎn)足規(guī)范要求，因此古滑坡在水庫(kù)水位驟降的情況下穩(wěn)定性差，可能失穩(wěn)。
　　通過(guò)對(duì)古滑坡前緣滑體搜索最危險(xiǎn)滑弧穩(wěn)定計(jì)算，其穩(wěn)定系數(shù)都大于古滑動(dòng)面，古滑動(dòng)面是滑坡體的主要滑動(dòng)面。由于古滑坡體呈現(xiàn)臺(tái)階式，為牽引坐落型，滑體前部深厚，古滑面平緩與河床高程接近，滑體為土夾石松散體，經(jīng)分析計(jì)算，在庫(kù)水位驟降時(shí)最危險(xiǎn)，會(huì)產(chǎn)生局部坍落，但預(yù)測(cè)不會(huì)產(chǎn)生整體大規(guī)?；瑒?dòng)，也不會(huì)產(chǎn)生高速滑坡。穩(wěn)定分析計(jì)算達(dá)到了庫(kù)岸的穩(wěn)定重新復(fù)核和評(píng)價(jià)的目的。
　　對(duì)鵝公帶岸坡一旦發(fā)生滑動(dòng)后產(chǎn)生危害性作預(yù)測(cè)分析，根據(jù)能量轉(zhuǎn)換原理估計(jì)鵝公帶可能產(chǎn)生的滑速為11.3m/s，用兩種方法計(jì)算預(yù)測(cè)涌浪高度，鵝公帶對(duì)岸產(chǎn)生最大涌浪約5.9m～13.02m，不考慮河道彎曲對(duì)波浪傳遞阻擋影響下，估算傳至壩前最大涌浪為0.63m～1.30m。假設(shè)古滑坡復(fù)活整體滑動(dòng)產(chǎn)生的涌浪傳至壩前最大涌浪水位遠(yuǎn)低于大壩設(shè)計(jì)校核洪水位(164.4m)，不會(huì)產(chǎn)生翻壩事故?；聦?duì)應(yīng)河谷較寬闊，估算不會(huì)產(chǎn)生鎖庫(kù)現(xiàn)象。而且，根據(jù)穩(wěn)定分析成果，古滑坡在蓄水后水位驟降時(shí)穩(wěn)定性變差，古滑坡前段滑床平緩，與河床相連，不具備產(chǎn)生整體高速滑動(dòng)的條件。
　　4.結(jié)論建議
　　靠近樞紐建筑物的古滑坡按《水利水電工程邊坡設(shè)計(jì)規(guī)范》SL386-2007定為4級(jí)邊坡。鵝公帶古滑體是嚴(yán)重風(fēng)化破碎松散體，天然狀態(tài)是穩(wěn)定的。在水庫(kù)蓄水后，通過(guò)穩(wěn)定分析計(jì)算，岸坡的穩(wěn)定性變差。水庫(kù)蓄水后邊界條件改變，滑體前緣被庫(kù)水淹沒(méi)深50m左右，容重減小，降低了阻滑力;水庫(kù)蓄水，使地下水位壅高，水位驟降時(shí)，坡體內(nèi)地下水產(chǎn)生較大滲透壓力，地下水也惡化了滑面的力學(xué)強(qiáng)度，這些是使古滑坡穩(wěn)定性變差的主要因素?，F(xiàn)在古滑坡體坡面呈臺(tái)階段式，上面有農(nóng)田和房屋，前緣深厚，滑面與河床相連，推測(cè)在蓄水后或水位驟降時(shí)可能會(huì)在古滑體前緣局部產(chǎn)生牽引式塌岸，進(jìn)而可能會(huì)產(chǎn)生連鎖反應(yīng)，引起大范圍岸坡失穩(wěn)現(xiàn)象。雖然預(yù)測(cè)古滑坡不會(huì)發(fā)生整體大規(guī)模滑動(dòng)，對(duì)樞紐建筑物不會(huì)產(chǎn)生破壞性影響，但是大范圍的庫(kù)岸變形對(duì)生態(tài)景觀(guān)會(huì)產(chǎn)生破壞、產(chǎn)生水土流失等，樞紐電站的引水口較低，滑坡體堆積物可能會(huì)淤積堵塞進(jìn)水口，對(duì)電站運(yùn)行產(chǎn)生一些影響。因此，為確保人民生命財(cái)產(chǎn)安全，建議對(duì)蓄水后和水位驟降工況穩(wěn)定性差的鵝公帶古滑坡采取適當(dāng)?shù)姆乐翁幚泶胧?，建議對(duì)水下邊坡采取壓坡處理，水上邊坡進(jìn)行修整，布設(shè)適當(dāng)?shù)呐潘O(shè)施等。建議加強(qiáng)鵝公帶岸坡的變形監(jiān)測(cè)工作，以便及時(shí)了解穩(wěn)定情況。
　　參考文獻(xiàn)：
　　(1)樂(lè)昌峽水利樞紐工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告(工程地質(zhì))，廣東省水利電力勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，2009.3.
　　(2)樂(lè)昌峽古滑坡體穩(wěn)定性影響研究，暨南大學(xué)，2010.5.