基于现场实测的库岸边坡变形和稳定性分析

麦合木提江·米吉提

（新疆塔里木河流域干流管理局，新疆 库尔勒 841000）

0 引言

随着水利水电的开发，大量的水电站相继投入使用，但蓄水会导致边坡变形，从而引发边坡失稳的工程问题。目前，边坡变形问题引起广泛关注。因此，针对水电站边坡进行监测及稳定性分析，这对水电站的建设具有重要意义。目前有大量学者对水电站边坡进行研究，杨天俊等通过清坡、削坡、防护网、锚杆、钢筋笼挡墙等方法对水电站边坡进行治理，并进行稳定性监测。徐向华使用数值模拟软件得到边坡的变形规律以及应力分布情况，并得到边坡安全状态下的稳定系数。叶雨柯等采用二维等效连续介质有限元模型，研究了水电站边坡在降雨条件下的水压力分布变化以及饱和区扩散范围。

综上可知，对水电站边坡变形的数值模拟计算有了大量的研究，但缺乏对水电站边坡的长期监测及边坡变形规律研究。使用监测设备对水电站边坡蓄前期、初蓄期及运营期进行监测，为水电站边坡稳定性等问题提供理论依据和参考价值。

1 工程概况

1.1 水电站概况

某水电站是某河流干流梯级电站，坝高的设计值为300 m，正常蓄水位为1 880 m。水电站为年调节水库，调节库容为49.10亿/m3，总库容为77.60亿/m3。

1.2 滑坡概况

滑坡前缘高程为1 650 m，后缘高程为2 100 m。滑坡面积大约为0.29 km2，纵长大约为881 m，宽度大约为265～305 m。滑体主要由砾岩、泥岩和粉砂质板岩块碎石土组成，平均厚度大约为65 m，体积大约为1 310万m3。通过计算得到滑体天然状态下和围堰挡水后的稳定系数分别为1.20和1.14，均处于稳定状态，但当水位达到正常蓄水位时，坡体稳定系数下降到0.73，处于不稳定状态。

1.3 蓄水过程

水电站的水位变化如图1 所示。呷爬滑坡监测分为两个阶段，第一阶段为蓄前期和初蓄期，第二阶段为运行期，其中蓄前期为首次监测至2012 年11 月29 日，蓄前期为2012 年11 月29 日至首次到达正常蓄水位时（2014 年8 月24 日），运行期为首次到达正常蓄水位时至今。初蓄期分为4个阶段，其中第一阶段水位从1 650 m升至1 700 m，第二阶段水位从1 700 m升至1 800 m，第三阶段水位从1 800 m 升至1 840 m，第四阶段水位从1 840 m升至1 880 m。

2 蓄前期及初蓄期结果分析

2.1 监测内容及测点布置

监测内容主要包括：外观监测、变形监测控制网、地下水位监测以及深部监测。外观监测有4 个测点，编号为LN1～LN4；变形监测控制网有4 个测点，编号为TN1～TN4；地下水位监测使用渗压计，编号为P1；深部监测为1 个斜侧孔，编号为VE1。监测测点某剖面图如图2所示。由于安全问题，在2014年6月暂停监测。

2.2 表面变形分析

图3 为表面测点沿河床方向变形和水位变化曲线。从图中可以看出，在蓄前期时，4个测点的变形值变化趋势相近，均为随着时间逐渐增大，测点LN2 的变形值最小，LN4 的变形值最大。进入初蓄期后，由于水位的抬升，4 个测点的变形值均有较大的增加，其中前部测点LN1变形值增加幅度最大，中后部测点LN2～LN4 的变形值逐渐变大且变化趋势相近，属于牵引式滑坡。当水位在1 700 m 和1 840 m 时，存在短暂的平台期，所以边坡变形有一定的减缓。

从图2剖面图可以看出，边坡变形倾角约为32h 42h之间，与对应测点的坡角和垂直部位的滑床坡角相近，可以判断出，边坡变形为沿着滑床的蠕滑变形。

2.3 深部变形分析

测斜孔（VE1）观测深度为97 m，布置于滑坡体中部，测点LN2 附近。测斜孔位移与孔深关系，随着时间的增加，斜侧孔的位移逐渐增大。在2011年5月4日后，当孔深为0 ～33 m时，斜侧孔位移变化幅度不大，当孔深超过33 m时，斜侧孔位移出现波动，当孔深为76 m 时，斜侧孔位移发生突变，突变位置为滑带位置。

2.4 对比分析

为了探究边坡变形特征，故选取测点LN2位移与斜侧孔东西向位移以及斜侧孔76 m 处东西向位移对比分析，从刚开始监测到未蓄水前斜侧孔的位移和表观位移变化幅度较小，且三者变化趋势基本相同，这说明滑坡是整体性蠕变。在第一阶段蓄水期，斜侧孔位移变化较小，但在第二阶段蓄水期，水位由1 700 m增至1 800 m期间，斜侧孔位移变化幅度较大，这说明库水首先会渗透滑坡表面，经过一定的时间后会完全渗透边坡，边坡变形增大。

结合蓄水前期和初蓄期测点和测孔的变形特点可知，边坡在前期由于自重而产生整体蠕滑变形，当水库蓄水后，由于库水的渗透作用，边坡变形增大。

3 结论

①在蓄前期时，4 个测点的变形值变化趋势相近，均为随着时间逐渐增大。进入初蓄期后，由于水位的抬升，4 个测点的变形值均有较大的增加，其中前部测点LN1变形值增加幅度最大，中后部测点LN2～LN4的变形值变化趋势相近，滑坡类型属于牵引式滑坡。②对滑坡中部斜侧孔进行监测可知，随着时间的推移，斜侧孔的位移逐渐增大。当孔深为0～33 m时，斜侧孔位移变化幅度不大，当孔深超过33 m时，斜侧孔位移出现波动，当孔深为76 m 时，斜侧孔位移发生突变，突变位置为滑带位置。③结合蓄水前期和初蓄期测点和测孔的变形特点可知，边坡在前期由于自重而产生整体蠕滑变形，当水库蓄水后，由于库水的渗透作用边坡变形逐渐增大。