毛尔盖水电站渔巴渡变形体高边坡变形体的监测与分析

摘要：水电站建设存在大量的高边坡稳定性问题。毛儿盖水电站渔巴渡变形体的监测数据表明，该高边坡滑坡体具有范围大，深浅不一等特点，通过分析发现变形的最主要因素是库区因发电需要持续蓄水导致地层结构发生变化而影响。因此，建议采取积极的稳定措施，应以防排水、削坡和加固为主。

关键词：边坡稳定；水位变化；变形监测

中图分类号：U416.1+4文献标识码： A 文章编号：

1 工程基本情况

1.1工程概况

渔巴渡变形于渔巴渡沟上游山脊，距坝址约500m。变形体上游边界为一浅切冲沟，下游边界为渔巴渡沟，顺河宽280m，横河长320m，分布高程2200～2280m，方量约为370万m3。由于边坡风化、卸荷深度较大，边坡岩体变形倾倒强烈，岩体破碎，水库蓄水后将恶化边坡稳定等条件，局部段可能沿层面和裂面产生塌滑和失稳。

渔巴渡变形体已按设计要求处理完毕，对此变形体在2155m高程以上全部挖除卸载，采用喷锚加固，开挖总量约为113万m3，锚杆2500根，实际竣工坡度为45°～53°。开挖支护处理后已形成高约140m，共6级马道的高边坡，其中一条由成都至黑水的省道通过2155m高程平台。

1.2山体地质

变形区域内出露基岩为寒武系至三叠系地层。与变形区关系密切的基岩地层主要有泥盆系危关群(灰黑、深灰色千枚岩夹石英岩、石英砂岩及大理岩)、石炭系（灰岩）、二叠系（灰岩）以及三叠系（砂板岩、夹灰岩、千枚岩）浅变质的长石石英砂岩、板岩、千枚岩，印支末期侵入的花岗岩及花岗闪长岩体。该岩体表层风化程度较高，岩体破碎，遇水极易崩解、软化，岩石强度较低，加上边坡陡峭，容易发生泥石流和固体径流。

1.3裂缝情况

山体削坡和护坡工程结束于2011年11月，因为蓄水发电的需要，水位持续上升，日均最高峰值为50～80cm，在这期间变形体各处出现了大小不一的裂缝，且裂缝不断加大，数量不断增多，甚至出现了小规模的塌方。在这期间曾进行多次加固注浆喷护，但仍不能阻止其裂缝的发展。根据现场对渔巴渡变形体的巡视调查，裂缝有以下特点：

（1）裂缝分布范围广。高程2155m平台以下边坡随水位上升，与水接触面出现大面积的裂缝，且分布不均，裂缝区域达到5000～7000m3 。高程2155m平台以上边坡裂缝也出现多处裂缝，扩张速率低于下部，但影响面积更大。

（2）裂缝的规律变化。高程2155m平台上游侧原始地貌为一条排水量巨大的天然冲沟，现在是一条流通密集的省道穿行，加上平台下部有局部塌方，平台上游侧出现了以某一圆心向外扩展的延伸型裂缝，且裂缝之间也出现交错，龟裂。

（3）裂缝的宽度大。整个渔巴渡高边坡变形体裂缝最大达到了15～20cm。

基于裂缝的上述特点和分布范围，宜将渔巴渡高边坡变形体作为一个重点的研究对象，根据情况不同，把变形体分为四个区。见图1-1。 图1-1 渔巴渡高边坡变形体分区图

2变形监测的目的及内容

2.1监测目的

渔巴渡高边坡变形体的检测目的是：掌握山体边坡的变形发展方向、大小及发展趋势；了解潜在滑动体滑动面及主要滑动区内不同部位不同岩体的变形发展情况；通过观测，分析山体滑动变形的影响因素；对山体变形进行预报，并对最终治理山体滑坡、保证道路安全提供依据。

2.2监测内容

根据上述检测目的，渔巴渡变形体的检测内容包括一下6个方面：

（1）表面位移观测：通过地表位移观测，了解测点部位岩体表层水平位移和垂直位移的大小、方向和发展趋势。

（2）岩体深部变形观测：通过深部变形观测，主要了解山体内部水平和垂直两个方向各测点变形值的大小和发展情况，为判断滑动体的深度及滑动面提供依据。

（3）表面裂缝开合度的测量：主要是为了了解山体表面裂缝的发展情况和发展趋势。

（4）山体内部地下水测量：主要是为了了解山体内部变形和水位升降间的关系，为探索变形原因提供依据。

（5）锚索测力计：主要是掌握山体内部应力变化大小，为防护预警提供参考。

（6）库区水位监测：主要了解水位的升降对山体变形存在的内部联系。

因此，根据边坡变形体的情况不同，分别布置了22个外部变形观测墩，12套竖向钻孔测斜仪，15套锚索测力计，11支渗压计。

3监测方案及仪器配备

内外部监测都是按照设计监测频次进行，一般情况为3d/次，若监测情况异常，须进行加密监测，调整为1d/次。

3.1外部监测及仪器配备

（1）表面位移检测：在测区的左岸分别以Ⅳ01和Ⅳ02作为工作基点，以Ⅱ04作为后视点，采用两方向测角测边前方交会法，按二等三角网精度要求施测。垂直位移监测，在满足国家三等水准测量精度要求的前提下，使用三角高程测量代替水准测量进行监测。在变形监测过程中采用TCA2003全站仪,其测角精度为0.5″，测距精度1mm+1ppm,满足变形观测精度要求。测量的数据分别以水平角、天顶距、距离三种形式的文件自动储存。内业处理采用配套的后处理软件DAM6.0，计算时一并考虑坝区地球平均曲率、大气折光系数及球气差改正，所得成果直接用于变形分析。

（2）裂缝开合度监测：由于表面裂缝宽度较宽，速率比较大，大部分部位已超出了裂缝计的测值范围，因此地表开合度测量选用钢卷尺直接测量。

（3）水位监测：采用全站仪三角高程的方式施测。

3.2内部监测仪器配备

（1）测斜观测：采用英国岩土仪器有限公司(SOIL INSTRUMENT LTD)生产的C17数字垂直测斜仪。规格: 探头长度为500mm；灵敏度/分辨率达0.1mm/±10弧秒；传感器精度为0.025%满量程；温度范围为 -10°C～+50°C；量程为±30°，可重复性为±0.01%F•S；30m以上系统总精度达到±5mm。

（2）锚索测力计：采用振弦式读数仪（BGK-408）。振弦读数范围为400HZ～6000HZ；测量分辨率 0.25us/255，时基精度 0.01%；温度读数：传感器型号（半导体温度计），传感器精度 ±0.5℃，测量范围-50℃～+150℃，测量分辨率0.1℃，测量精度0.5～1.0%FSR。

（3）渗压计：采用数字电桥（SQ-5）。测量范围（基本量限）：电阻比8000～12000，反测电阻比8000～12000，电阻值0～125.00Ω，芯线电阻值0～125.00Ω；测量精度：电阻比±0.01%，电阻值±0.02%。

3.3各仪器监测物理量正负号的规定

（1）渗压计：监测的是埋设点水压力，均为正。1MPa代表约100m的水头。

（2）测斜观测：A-A轴垂直于河流走向，指向河流为正；B-B轴垂直A-A轴，向下游为正。

（3）平面位移：平面位移：X轴¬位移值（dx），向左岸位移时为正，向右岸位移为负；Y轴¬位移值（dy），向下游位移时为正，向上游位移为负。

（4）垂直位移（dh）：点位下沉位移值为正，点位上升位移值为负。

（5）锚索测力计：监测的是埋设断面的受力情况，均为正。

4 变形监测的成果分析

为了便于分析变形体的变形情况，观测时间比较长，选用大坝施工完成后下闸蓄水发电期间变形量很明显的时间段（2011年3月～2012年2月），按时间统计出各点典型变形值作为数据参考。从长期数据结果中我们可以看出变形体最大变形发生在Ⅰ区和Ⅱ区，并且在蓄水水位急剧升降期间变形速率最大，因此，Ⅰ区和Ⅱ区应该成变形体稳定性分析的重点。