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大巖淌滑坡體穩(wěn)定復核及補充加固設計

文檔作者：王漢輝，劉權慶，夏傳星文檔來源：長江勘測規(guī)劃設計研究院		點擊數：	更新時間： 2025年12月29日
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20lO年第6期
2010Numkr 6
水電與新能源
HYDROPOWER AND NEW ENERCY
總第92期
1'0taI No．92
文章編號：167l一3354(2010)06—0065一04
大巖淌滑坡體穩(wěn)定復核及補充加固設計
王漢輝，劉權慶，夏傳星
(長江勘測規(guī)劃設計研究院，湖北武漢4300lO)
摘要：根據大巖淌滑坡體邊界條件的變化和施工期獲得的新地質信息，采用修正調整以后的力學參數和邊界條件，對大
巖淌滑坡體進行穩(wěn)定性復核，并根據復核結果，對不滿足安全標準的部位進行補充加固。
關鍵詞：大巖淌滑坡體；穩(wěn)定復核；補充加固：阻滑鍵；抗滑樁
中圖分類號：TV698．232 文獻標志碼：A
Stability check and strengthening design of Dayantang landslide
WANG Hanhui，LIU Quanqing，XIA Chu舢【ing
(Ch卸西i蚰g Insticute of Survey．Pl舳niIlg，Desi印and Research，WLIh肌430010，Chi眥)
Abstract：According to the boundary condition change and tlle new geolo舀cal info瑚ation，gained during the constlllc—
tion period，and adopting the adjusted mechanical parameters and boundary conditions，stability check has been done f．or
Dayantang landslide．According t0 the check outcome，the parts disaccording with s如ty standard have been reinforced．
Key words：Dayantang landslide；stability check；sn．en殍hening；anti—slide key；anti-slide pile
l 概述
1．1滑坡體地質概況
大巖淌滑坡體距離水布埡水電站匭板堆石壩壩軸
線下游僅840 m，是壩址區(qū)滑坡群中距離大壩最近、規(guī)
模最大的滑坡，且處于溢洪道泄洪消能區(qū)左岸，對岸正
對地下電站尾水隧洞出口，地理位置十分重要?；?
體總面積0．196 km2，厚度一般25—40 m，最厚約
64．8 m，滑坡總體積約588萬m3。滑體物質組成從
上至下主要分為4層：①礫質粘±夾少量碎石；②粘
土夾灰?guī)r大塊石、塊石、碎石；③砂巖碎石、碎屑土層；
④滑帶土層，其中第②層為滑坡體的主要物質?；?
基巖主要由泥盆系上統(tǒng)寫經寺組(Dh)和黃家磴組
(D孫)地層組成，屬視順向坡結構，傾角209—25。。地
層中的頁巖夾層大多數具剪切泥化特征?。
滑坡區(qū)第四系多由大塊石、塊石夾碎石±組成，結
構松散，局部架空，屬強透水層。底部滑帶土結構密
實，透水性弱?；不鶐r為裂隙性巖體，透水性一般較
弱。地下水主要來源予大氣降雨及坡后遠程地下水，
多賦存于滑坡中下部，主要為孔隙水。
工程開工前，大量地質工作論證的結論為建壩前
大巖淌滑坡體是穩(wěn)定的，穩(wěn)定系數在1．15以上，無擾
動下其穩(wěn)定性可持續(xù)。
1．2滑坡體已實施工程措施
大巖淌滑坡體治理設計原則為補償還原，即將工
程建設造成的安全度下降通過工程措施加以補償，保
證其穩(wěn)定安全系數不小于1．15。為此，2005年前，參
建各方對大巖淌滑坡實施了綜合治理，措施主要包括：
①3排(局部4排)84根D=3．5 m，樁距10 m抗滑樁；
②地表防滲及排水系統(tǒng)；③1縱5橫6條地下排水洞
及相應排水孔幕；④前緣防淘墻和混凝土護坡。這些
措施對大巖淌滑坡體的穩(wěn)定性起到了關鍵作用。
l，3滑坡體補充加固緣由
(1)施工期受擾動較大。5條施工道路及防淘墻
施工開挖直接挖掉了滑坡前緣35萬m3抗力體，天然
植被及排水溝槽不復存在。
(2)滑床下基巖內揭示泥化夾層。前緣防淘墻和
拉錨洞開挖揭露了施工前未查明的黃家墩組中的泥化
夾層。泥化夾層在泄洪沖刷作用下可能臨空出露，直
接威脅滑坡體整體穩(wěn)定。其中對大巖淌滑坡體穩(wěn)定構
收稿日期：2010—09—08
作者簡介；王漢輝。男，工程師，主要從事水利水電工程基礎處理及邊坡滑坡治理設計工作。
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萬方數據
水電與新能源2010年第6期
成威脅的主要是g}12、gll3泥化夾層。
(3)前緣滑帶土內發(fā)現了主滑面。前緣防淘墻及
抗滑樁施工過程中發(fā)現滑帶土中存在強度更低的主滑
面，其抗剪強度小于滑帶土抗剪強度。
(4)監(jiān)測資料表明滑坡體正在蠕變。監(jiān)測反映，
2003年初至2005年初約2年時間內，滑坡體產生了
明顯變形。前緣與后緣相對變形形式一致，孔口累計
變形160．0 mm。2005年12月前緣3號抗滑樁觀測
孔孔深3l m左右相對變形突變到43．36 mm，經檢查
3號抗滑樁在深度32 m處混凝土樁體明顯開裂。
綜上所述，為確保工程安全，對滑坡體進行穩(wěn)定復
核及補充加固十分必要。
2滑坡體穩(wěn)定性復核
2．1 設計工況及安全標準
大巖淌滑坡體主要荷載有自重、孔隙水壓力、清江
下游坡外水壓力、地震力等。少量監(jiān)測資料反映，滑體
中后部地下水不豐，后部地下水大部分在滑帶以下。
計算模型中滑體中后部地下水取0．2倍滑體高，滑體
前部地下水位接清江水位，見表l。
襲1計算工況及安全標準
2．2巖土物理力學參數取值
可研階段在滑體中后部(地表高程270 m以上)
取樣進行了大量試驗，其成果可代表滑體中后部巖土
特性。施工階段補充進行的巖土試驗，試樣多取自滑
體前緣拉錨洞、抗滑樁、防淘墻等部位(地表高程
270 m以下)，其試驗成果足以代表前部巖土特性，見
表2。
衰2穩(wěn)定復核物理力學參數采用值
滑坡體部位／二／0M蠹囂，／籌，
2．3穩(wěn)定復核分析口1
(1)計算方法。穩(wěn)定性計算采用二維極限平衡分
析方法(剩余推力法)，滑體前緣局部穩(wěn)定分析采用能
量法(EMU)搜索最危險滑動面。
(2)破壞模式?；麦w剩余推力曲線呈雙峰形
狀，表明前緣局部穩(wěn)定性較差，因此滑坡破壞模式分為
整體與局部2種。整體破壞模式分2種：①前緣沿主
滑面，中后部沿底滑帶土破壞；②前緣沿泥化夾層，中
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后部沿底滑帶土破壞。局部破壞模式分2種：①前緣
沿主滑面，中后部沿滑體剪出；②前緣沿泥化夾層，中
后部沿滑體剪出。
2．4復核計算結果
計算分析以2—2剖面為主，以l一1、3—3剖面為
輔。1—1、2—2剖面分別計算整體穩(wěn)定和前緣局部穩(wěn)
定，3—3剖面只計算整體穩(wěn)定。2—2剖面計算現狀和
終態(tài)兩種情況，l—l，3—3剖面只計算終態(tài)。對沿主
滑面破壞模式考慮已實施抗滑樁提供支擋力作用，對
泥化夾層不考慮。
整體及局部穩(wěn)定復核結果見表3～表6。
表3 2—2剖面整體破壞模式計算結果
注：已實施抗滑樁對泥化夾層無加固作用。
萬方數據
王漢輝，等：大巖淌滑坡體穩(wěn)定復核及補充加固設計20lO年11月
表4 l一1及3—3剖面整體破壞模式計算結果
正常工況一① 1．15
正常工況一③ 1．15
終態(tài)正常工況一④ l，15
正常工況二1．10
非常工況一1．00 >1．oo>1．00 O O
表5 2—2剖面局部破壞模式計算結果
注：已實施抗滑樁對泥化夾層無加嗣作用。
表6 1—1剖面局部破壞模式計算結果
2．5穩(wěn)定復核分析小結
(1)盡管滑坡體力學參數相對可研階段有較大降
低，但考慮已實施抗滑樁、排水等治理措施，滑坡體沿
底滑帶滑動(整體破壞模式①)現狀穩(wěn)定系數可以達
到或接近設計標準；滑坡體沿底滑帶滑動(局部破壞
模式①)現狀穩(wěn)定系數不能滿足安全標準，處于極限
平衡或局部蠕滑狀態(tài)。
(2)工程運行期，泄洪可能使防淘墻沿江側臨空，
考慮已實施措施作用，滑坡體沿底滑帶滑動(整體破
壞模式①及局部破壞模式①)終態(tài)穩(wěn)定系數均仍不滿
足安全標準；滑坡體沿泥化夾層滑動(整體破壞模式
②及局部破壞模式②)終態(tài)穩(wěn)定系數均不滿足安全標
準；故大巖淌滑坡體需采取補充加固措施。
3補充加固治理設計
3．1補充加固治理必要性
穩(wěn)定復核結果表明：滑坡體在工程運行期穩(wěn)定安
全系數均不能滿足安全標準，局部部位穩(wěn)定安全系數
在1．O左右，處于臨界穩(wěn)定狀態(tài)。大巖淌滑坡一旦失
穩(wěn)，將推毀防淘墻，影響泄洪安全，堵塞地下電站尾水
隧洞出口，威脅發(fā)電安全，從而嚴重威脅樞紐安全。因
此，為確保安全，對滑坡體進行補充加固十分必要。
3．2沿基巖泥化夾層抗滑穩(wěn)定加固口1
(1)泥化夾層加固范圍。泥化夾層臨空范圍由泥
化夾層分布高程與沖刷坑底線比較確定。當泥化夾層
高于、等于沖刷坑底線時，防淘墻外側滑坡體及泥化夾
層上覆巖體將臨空。另外，當泥化夾層低于沖刷坑底
線，但保護巖體厚度不夠時，在滑坡推力作用下，可能
沿巖體破裂面發(fā)生剪切破壞。
泥化夾層不發(fā)生剪切破壞的巖體保護厚度按下列
公式及圖l進行簡化計算。
圈1 泥化夾層巖體保護厚度計算簡圖
I 【(琵os口+7lsin(p+a)]tan妒+Gsinp+砘／sin口
■一’一』=-----_---·_------·’————————_--)-------．．．．．．：—-=二--_·—---‘-----．-．．．——---—-----．．．．．．．-．．．．．———-一 孔os(p+a)
G=知2c??；口=45一警厶二
其中：p為巖體破裂角；吼為巖體等效內摩擦角。
對于給定的安全系數后和滑坡推力r及抗力體物
理力學參數，經計算，在最大剩余推力為10 889 kN／m
作用下，泥化夾層不臨空的最小巖體保護厚度五為
3．1 m。根據防淘墻處地質剖面及防淘墻設計臨空線
與泥化夾層相對關系，可以大致確定滑坡體下伏基巖
內軟弱夾層加固范圍約為155 m。加固范圍示意圖見
圖2。
(2)加固措施。從圖2可知，對滑坡體穩(wěn)定構成
威脅的主要是黃家蹬組(D，h)中的gIl2、g}13泥化夾層。
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水電與新能源20lO年第6期
fj曼墊墮坐墜也塹翌絲堂l窘籬獸黼空范圍(b。5mj
滑樁支擋作用下，滑坡體沿底滑帶滑動的整體穩(wěn)定及
前緣局部穩(wěn)定安全系數仍不能滿足設計安全標準，需
要增加的最大補充加固力為l—l剖面4 758 kN／m，
2—2剖面為2 55l kN／m，3—3剖面為3 159 kN／m。為
充分發(fā)揮抗滑樁的支擋作用，節(jié)約投資，抗滑樁布置應
兼顧整體穩(wěn)定與局部穩(wěn)定。因此，抗滑樁應盡量布置
在局部穩(wěn)定控制范圍內，同時兼顧整體穩(wěn)定。
補充加固抗滑樁布置兩排(局部3排、l—l剖面
附近)，位于已實施排抗滑樁后部至前緣局部穩(wěn)定控
制范圍內。其中，補充第l排樁位于地面高程245 m
左右，補充第2排樁位于地面高程250 m左右，局部補
充第3排樁位于地面高程270 m，補充抗滑樁凈排距
26 m。
(2)抗滑樁結構設計。經計算分析，l一1剖面設
計支擋力為l 717 kN／m，間距8 m；2—2剖面設計支
擋力為l 530 kN／m，間距10 m；3—3剖面設計支擋力
為1 717 kN／m，間距10 m。
考慮此次補充加固時，地下水位已有明顯下降，抗
滑樁施工條件較好，故采用矩形斷面樁，斷面尺寸
3．0 m×4．0 m(1—1剖面局部3．0 m×4．5 m)。
大巖淌滑坡體厚度較大，一般都在35 m以上，為
充分利用滑坡體自身強度，改善抗滑樁受力特性，增加
單樁抗滑力，補充加固采用沉頭樁。沉頭樁樁長一般
為25～38 m，其中錨同段9～13 m，滑體段15—25 m。
根據可研階段論證結果，沿主滑面抗滑加固宜采抗滑樁采用C30鋼筋混凝土，樁頂以上為C15素混凝
用抗滑樁。故補充加固仍采用抗滑樁。土回填，中間用塑料泡沫板隔開?？够瑯秲攘τ嬎闾?
(1)抗滑樁布置。根據計算結果，考慮已實施抗征值見表7。
表7單樁內力特征值表
4結語
(1)由于基巖內揭示泥化夾層、前緣滑帶土發(fā)現
主滑面及施工期擾動，大巖淌滑坡體穩(wěn)定性下降較多。
根據修正后的滑坡體邊界條件及力學參數，對滑坡體
進行了穩(wěn)定性復核及補充加固設計，使其滿足設計安
全標準。
(2)應充分重視對滑坡體下覆基巖力學特性的勘
察與研究，特別要查明基巖內是否存在軟弱或泥化夾
層，其臨空出露往往嚴重威脅上覆滑坡體穩(wěn)定性。
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(3)工程建設及滑坡治理施工應減少對滑坡體的
擾動，特別要避免工程擾動對滑坡體地表徑流及地下
水排泄的影響。
參考文獻：
[1]王冬珍．清江大巖淌滑坡整治工程設計[J]．水利水電快
報．2002，23(5)：2l一23．
[2]王漢輝，劉權慶，施華堂，等．清江水布埡水利樞紐大巖
淌滑坡體穩(wěn)定性復核及補充加固專題設計報告[R]．武
漢：長江勘測規(guī)劃設計研究院，200r7．
[3]鄭穎人，陳祖煜．邊坡與滑坡工程治理[M]．北京：人民
交通出版社，2007．

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