杨雷
安徽绩溪抽水蓄能有限公司 245300
摘要：蠕变体是很多水电站工程项目都会遇到的一种边坡地质情况，根据其所处工程部位的不同对水电站工程建设的影响程度也有所不同，但一般情况下蠕变体的处理都较为困难，玛尔挡水电站导流洞出口边坡蠕变体发生了多次滑动破坏，处理过程中有成功也有失败的经验，最终成功进行了防治，在此对其破坏过程及防护方案进行总结分析，以供类似项目参考。
关键词：玛尔挡；蠕变体；变形；治理
本文以玛尔挡水电站导流洞出口边坡的土质边坡蠕变体为例，分析高原地区蠕变体在高原高寒地区蠕变的成因及各种防护措施的有效性。玛尔挡水电站工程位于青海省果洛州拉加镇，海拔3100m，干湿季分明，每年的5月-9月为雨季，集中了全年的大部分降雨，其余时间为干季。冬季寒冷，气温可达零下三十度，冻土层深度1.6m左右。
1.蠕变体情况介绍
蠕变体边坡地形地质条件玛尔挡水电站导流洞出口边坡呈上缓下陡地势，大致分为3个部分，第一部为高程3190m以下部分，为顺层、陡倾、逆向、薄层变质砂岩；第二部分分以3230m～3190m高程为界（上游高下游低），该高程以上为缓坡，总体坡度约5°～10°，组成岩性上部有5m～8m厚松散堆积层，其下主要为第三系泥质粉砂岩和砾岩互层，后缘有坡度约40°、高约15m～20m的砾岩陡坎，陡坎后缘为宽缓沟坡，汇水面积约0.05km2；3230m～3190m高程以下为陡坡，坡度55°～60°，顶部覆盖强风化、强卸荷的泥质粉砂岩及砾岩互层。
2、蠕变体边坡监测结果
坡面变形位移监测（平均位移、最大位移）
蠕变边坡共布有11个临时监测点，通过观测发现蠕变体变形破坏具有以下特征：
（1）具有明显的分区性
位移可大致分为3个区：①后缘：代表性监测点3个，以累计位移看，其量值约在160～180mm，其中最靠近坡脚的点累计位移仅49mm；②上游侧坡缘，代表性监测点2个，以累计位移看，其量值约在120～160mm；③蠕变体中间部位：代表性测点3个，以累计位移看，其量值约在580～1260mm。
上述变形特征说明，蠕变主要发生在中间部位，但变形有向后缘及两侧扩展的趋势。
（2）总体速率情况：根据变形速率变化曲线分析，日变化速率总体呈波状起伏，遇有降雪、降水，则急剧上升，滞后很快降速，即边坡对水非常敏感；变形渐趋稳定后，总体前部变形速率大、后部变形速率小。
（3）总体位移情况：蠕变体中间部位变形最大，往赛日托沟方向变形次之，后缘及上游侧缘小；纵向看，前部变形速率大、后部变形速率小；横向看，向蠕变体左侧冲沟沟方向位移量加大。
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（4）变形方位：蠕变体主变形方向为NW向（NW315～328°）。
3、蠕变体变形分区
根据蠕变体变形监测的结果可见，蠕变体的各部位具有不同变形特性，大体可分为四个区：
（1）后缘相对稳定区：指最靠近坡顶的LF1裂缝之后区域，为基岩边坡，岩性为第三系泥质粉砂岩与砾岩互层，以砾岩为主，现后缘靠近上游侧已出现轻微变形（LF2）；
（2）上游侧区：指上游侧人工开挖边坡，为基岩边坡，岩性为第三系泥质粉砂岩与砾岩互层，其前缘已出现变形；
（3）主蠕变区：指最顶端拉裂缝至最低端拉裂缝（LF1及LF6～LF9等）覆盖盖区域，边坡组成岩性为第三系泥质粉砂岩与砾岩互层，边坡现已出现20余道拉裂缝，边坡变形破坏最为严重，边坡基本解体成散体结构。
4、蠕变体蠕变破坏的成因
三次变形均大致在同一区域，只是变形范围逐次向两侧及顶端扩张，底滑面为3185m～3190m高程出露的软弱地层。
2011年6月3日第一次蠕变，雨季来临，大气降水突然增多，此时边坡开挖坡度为1：0.75，且表面尚未实施防护措施，大量雨水渗入底滑面，导致蠕变发生；同时边坡开挖卸荷扰动也是因素之一。
2011年9月28日第二次蠕变，此时进入雨季尾声，经历了一个雨季的降水，蠕变体含水已经饱和，底滑面出露位置渗水量大，再加上此时边坡表面防护仍未跟上，导致蠕变范围扩大，裂缝数量及张开度较第一次蠕变有明显增加。
2012年3月23日第三次蠕变主体位于中间部位，向两侧涉及范围较小，底滑面未发生变化，蠕变拉裂缝明显向后缘扩展，至后缘边界－土石分界线。本次蠕变发生在气温回升之时，冬季零下20多度的气温导致蠕变体裂隙水、土体含水及地下水结冰，活动性降低，进入3月下旬气温升高引起地下水活动，致使岩体结构更加离散，底滑面进一步恶化；此时边坡已开挖至3185m高程，高达140m，开挖外部荷载解除，边坡应力不断调整，致使边坡岩体应力降低、岩体松弛。前两次蠕变扰动、变形、破坏，使岩体强度大为降低；边坡开挖完成后，尚未完成支护处理。以上各种因素共同造成了第三次蠕变。
综上可见，导致蠕变体滑动破坏的因素主要有两个，一个是水作用，一个是开挖施工扰动，其中水作用是主要因素，无论是降雨还是地下水活动都会引起底滑面恶化，进而引起滑动。
5、采取的防护措施及效果
1）蠕变体最初设计的开挖防护方案为：边坡开口线在高程3210m，开挖坡比为1：0.75，马道宽度3m，系统锚杆加素喷混凝土进行坡面支护，坡顶设置截水沟。开挖至
2）在第一、第二次蠕变发生后，边坡防护方案进行了调整，根据地质提供的玛尔挡水电站开挖坡比建议值，蠕变体按第四系松散堆积边坡取值，即开挖边坡取值为1：1.25，马道宽度5m，在滑动面滑出点高程留11—15m宽平台；支护方式为开挖开口线外侧10m范围内布置截水沟，每层马道内侧均布置排水沟。边坡打系统锚杆挂网喷混凝土。本次防护措施实施后，边坡的蠕动变形
3）第三次蠕变后，边坡防护措施进一步进行了调整，蠕变体周边：蠕变体裂缝内关注砂浆或细石混凝土，表面砂浆封闭，坡脚设置钢筋混凝土挡墙，坡面修整后做混凝土网格梁防护
6、结论
根据边坡蠕变体的滑动特性及成因，可见水作用是打破蠕变体本身稳定平衡的主要因素，因此在蠕变体防护方案的设计及施工组织上应注意：
（1）尽量放缓坡比，以使蠕变体坡面与滑动面平行或倾角小于滑动面倾角。
（2）蠕变体滑动后在马道上做混凝土挡墙作用有限，在蠕变体滑动变形期间甚至是有害的，即使采用锚索进行锚固，所产生的作用也仅是局部的。因蠕变体的滑动面在内部，而蠕变体本身滑动后变为松散的堆积体，挡墙不具备受力基础，再次滑动时挡墙底部便会脱空，挡墙反而变成滑坡上的荷载，助推滑坡体的变形。
（3）在蠕变体滑动脚部位进行挡护是合适的，但排水及坡脚挡墙的稳定必须保证。
（4）蠕变体处理特别注意排水及封闭坡面，防止周围水流汇集至坡面，必要时可对坡面采取喷射混凝土封闭及对张开性裂缝进行灌注砂浆封闭。
（6）滑坡体封闭应在边坡开挖卸荷后及时进行，破脚形成后尽快进行挡墙施工，避免蠕滑体进一步滑移。
论文作者:杨雷
论文发表刊物:《基层建设》2015年28期供稿
论文发表时间:2016/4/1
标签：变体论文; 后缘论文; 砾岩论文; 位移论文; 挡墙论文; 高程论文; 裂缝论文; 《基层建设》2015年28期供稿论文;