卧虎山水库溢洪道左岸滑坡体稳定分析及加固

李志乾

（黄河勘测规划设计有限公司，河南 郑州 450003）

卧虎山水库溢洪道左岸存在三个滑坡体，对分别应溢洪道进口引渠、溢洪道闸室及溢洪道泄槽，对卧虎山溢洪道工程的安全存在严重的威胁。2007年经水利部大坝安全管理中心鉴定，溢洪道左岸的三个滑坡体需进行除险加固。

1 滑坡体概况

Ⅰ号滑坡体位于溢洪道左岸泄槽段，呈长条状分布，顺坡向延伸长度约 250m，宽度约 100m，厚度 20m～50m，体积约（50～100）×104m3，大致的滑动方向为21°。Ⅰ滑坡体产生的形式为整体错落，产生的主要原因是左岸坡页岩存在几组原生型和构造型软弱结构面，切割出大量不稳定岩体。1976年松动大爆破使左岸岩石遭到破坏，软弱结构面的抗剪强度降低，同时在溢洪道施工时开挖边坡过陡，坡脚挖方过多，造成失稳。

Ⅱ号滑坡体位于溢洪道左岸控制段，呈靴形分布，顺坡向延伸长度约 196.0m，宽度约 110.0m，厚度 15m～45m，体积约（30～95）×104 m3,分布高程为148.50m～208.50m，滑动方向正北。滑坡体的形成主要是由于随着溢洪道展宽工程，将滑坡体的右侧前部阻滑带以上盖重岩石清除后，消减了阻滑力，使滑体形态形成前小后大、头重脚轻的状态。滑体后缘裂缝产生后，表水直接从裂隙渗入滑带，使条件进一步恶化，最终由于松动大爆破导致岩体、滑带强度降低由1号滑体滑动引起连锁反应造成失稳。

Ⅲ号滑坡体位于溢洪道左岸进水渠段，是由于早期岩石重力失稳而形成的老滑坡体，呈扇形分布，为推移式厚层岩石滑坡。滑坡体纵长270m，后缘宽度70.0m，前缘宽度 320m，厚度 13m～45m，体积约 200×104m3。该滑体可能存在失稳导致溢洪闸引渠渠底至今没有按设计开挖，严重影响溢洪闸的行洪安全。

2 滑坡体稳定分析

由于对溢洪闸安全存在潜在隐患，根据卧虎山水库除险加固的要求，需要对滑坡体进行稳定性分析。

本次计算根据地质勘探及对其稳定状态的定性分析，结合滑坡体所在部位的地形地貌、滑动方向，分别对三个滑坡体取1-1、2-2、3-3三个典型剖面进行了计算分析。滑坡体的设计安全系数依据所在溢洪闸部位的重要性以及滑坡体失事的影响程度，参考《水利水电工程边坡设计规范》（SL386-2007）选取。

表1 滑坡体稳定计算工况

2.1 参数的选取

本次计算中各软弱夹层、主滑面、地下水位及地层参数均根据地质勘探确定。

2.2 主滑面Φ值反演及确定

由于主滑面（泥加碎屑b）岩土c、Φ值对滑坡体稳定分析影响较大，而地质勘探取样试验有时并不能获取合理的抗剪参数，有条件的情况常常通过反演分析，进行对比分析后选取。卧虎山水库在1976年6月扩建溢洪闸施工期间进行了松动大爆破，大爆破后滑坡体发生过滑动并采取过砍头卸载等工程措施。大爆破装药85t，振动圈半径300m，滑坡体全部在振动圈内，实测震动加速度相当于11度地震，但大爆破对各滑坡体的实际震动烈度无相关实测资料。考虑到卧虎山水库工程的地震设防烈度为6度，本次稳定计算参数反演时提高1度，按7度地震设计工况计算。反演时保持主滑带C’=10kPa不变，模拟滑坡体极限平衡状态（K=1.0 时）时的 Φ 值，同时代入 τf=c′+σ′tanφ′与地质勘测值进行比较。

经反演及分析,滑坡体主滑面泥加碎屑b夹层Φ值选取如表2。

表2 各滑坡体主滑带计算采用值表

2.3 滑坡体稳定安全分析

滑坡体稳定分析采用岩质边坡稳定分析的程序EMU，分别计算各潜在滑面、软弱层的抗滑稳定安全系数k，计算成果见表3。由计算可知，I号、II号、III号滑坡体在各滑面的抗滑稳定安全系数均大于1.0，基本处于稳定状态，与滑坡体现状吻合。但I号滑坡体、II号滑坡体沿主滑面不满足安全系数要求,III号滑坡体沿软弱1面不满足设计安全系数要求，为保证溢洪闸的安全运行，仍需对各滑坡体加强观测及加固。

稳定计算分析中同时针对不稳定滑面，沿滑动反方向施加阻滑力，分析满足稳定要求时所需的阻滑荷载。通过计算，I号滑坡体施加1000KN施加，II号滑坡体施加2800KN施加，III号滑坡体施加450KN抗滑力后，各滑坡体抗滑稳定安全系数满足设计要求。

表3 滑坡体稳定分析成果

3 滑坡体加固设计

由于三个滑坡体都是以深层滑动为主，坡脚紧邻水库溢洪闸，且历史上都经过砍头卸载，目前已经不具备采用支挡及再次卸载的加固措施。同时考虑到抗滑桩具有抗滑能力强、适用条件广泛、不易恶化滑坡状态、施工安全简便,能进一步核实地质条件等优点，经过对抗滑桩加固方案和预应力锚索加固方案的比选，溢洪闸左岸滑坡体最终选取了抗滑桩加固的方案。

表4 施加抗滑力后稳定分析成果

抗滑桩均采用人工挖孔混凝土灌注桩，桩截面矩形。I号滑坡体桩尺寸3.0m×4.0m，桩短边与1-1剖面主滑方向垂直，单排布置，桩中心间距8.0m，加固范围83m，共11根。II号滑坡体桩尺寸3.0m×5.0m，桩短边与2-2剖面主滑动方向垂直，单排，中心间距8.0m加固范围96m，共14根。III号滑坡体桩尺寸3.0m×4.0m，桩短边与3-3、4-4滑动方向垂直，单排环向布置，环向半径135m，桩间距取8.0m，加固范围88m，共12根。

4 结语

卧虎山水库除险加固方案2008年报水利部黄委会，目前I号滑坡体抗滑桩加固已于2009年开始实施，并于2012年通过竣工验收，目前工程运行状况良好。