宝兴县新华壅塞体稳定性分析

宝兴县新华壅塞体稳定性分析

邬建华 ,魏宇

四川省水利水电勘测设计研究院有限公司勘察分院，四川成都，611731

摘要：2022年6月1日17时01分，雅安市芦山县发生6.1级地震，当晚21时30分左右，宝兴水电站上游左岸公路滑坡进入库区，总体方量约19万m3，形成壅塞。

关键词：  芦山地震   滑坡   壅塞

1 概况

2022年6月1日17时01分，雅安市芦山县发生6.1级地震，当晚21时30分左右，宝兴水电站上游左岸公路滑坡进入库区，形成壅塞。壅塞体整体处于宝兴电站库内，距离下游华能宝兴电站枢纽约270m，壅塞体顺河长约180m，宽约110m，高约16~18m，总体方量约19万m3。壅塞体上缘距上游民治电站尾水出口约150m，壅塞回水长度约250m，壅水高度约16m，估算水体约17万m3。壅塞体主要物质组成为左岸公路滑坡进入河道的碎石土，夹杂着大量的树木。现场壅塞体上游水位1358.6m，低于上游民治电站出线场平台约1.4m。

2壅塞体成因及特性

2.1基本地质条件

根据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2015），处置区50年超越概率10%的基岩水平动峰值加速度为0.20g，对应的地震基本烈度为Ⅷ度，区域构造稳定性较差。

本工程区的地层岩性主要为澄江～晋宁第四期花岗岩（γ2（4）），岩质脆硬，受区域内断裂构造影响，裂隙切割严重，岩体完整性差～破碎，且风化卸荷强烈，岩体呈碎裂状～碎块状。第四系物质主要为岸坡分布的崩坡积堆积（Q4col+dl）的块碎石土夹孤石，以及形成壅塞体的滑坡堆积体（Q4del）之块碎石夹孤石及树枝等有机物。

壅塞体距离最近的盐井断裂约0.9km，其为早中更新世断层。根据断裂活动性的大地构造位置，该断裂具备发生6.5级左右地震的能力。

工区基岩内发育裂隙主要有①走向N10°E～N10°W，多倾南，倾角65°～85°，间距0.3～1m，延伸2m，平直，光滑，无充填。②走向N50°～80°E，多倾南，倾角70°～80°，间距0.3～0.8m，延伸0.5～1m，无充填。

2.2左岸滑坡体稳定性分析

降雨丰富、地质构造运动和人类活动是该斜坡失稳的主要诱发因素。

澄江—晋宁期火山运动年代较为久远，岩体承受长时间的风化和经历多期次的构造运动，致使岩体破碎程度较高。降雨丰沛、地震等新构造运动和人类活动是该斜坡失稳的主要诱发因素。斜坡所处位置降雨具阵发性且多暴雨，受强降雨及“5.12” 、“4.20”、“6.4”等多次强地震等新构造运动影响，坡体产生一定的变形，并在斜坡体局部位置产生拉张裂隙。地表水沿地裂缝不断下渗，致使软弱岩土体饱水后物理力学强度指标降低；边坡岩土体的含水量增大，岩土体容重也随之增加，而且孔隙水压力也随之增大，从而引起剪应力增大和岩土体抗剪能力下降；使边坡稳定受到影响；不透水的边坡，坡面将承受静水压力，充水的张开裂隙也将承受裂隙静水压力的作用；地下水的渗透流动，将对坡体产生动水压力，在动水压力作用下，水流将带走边坡岩土体中的细小颗粒，从而导致边坡失稳。国道351从滑坡前缘通过，公路修建的人工活动加剧了滑坡的活动，是滑坡失稳的次要因素。

2.3 壅塞体物质来源

本次滑坡发生于一老滑坡体中后部，其在平面上呈“圈椅”状，后缘高程在1610m左右，在后缘有明显的下错变形迹象，界线明显；前缘高程在1350m左右，位于斜坡坡脚宝兴河岸边，左右两侧均有小凹槽等负地形地貌。滑坡体宽约120m，高约260m，下部残存厚度约5～20m，公路部门为保护国道351，对边坡进行了支护，其支护高程顶界为约1510m，支护方式为锚索、喷砼加框格梁，具体支护参数不详。滑坡体上仅有灌木发育，地形坡度在30--50°，据现场测绘、调访及周边相关工程的勘察资料，分析判断以现场观察，属前缘滑塌引起的牵引式滑坡。

受2022年6月1日的芦山6.1级地震影响，工区地震烈度达Ⅶ度，1510m以上覆盖层坡体沿基覆界面产生二次滑塌，造成已支护完工的喷砼和主动防护网同下伏岩基脱离，仅残留部分主动防护网在岩石表面，隧洞棚洞段上部堆满了滑塌散落的碎屑岩块，厚度约3～20m，本次滑坡方量约30万m3。形成的新滑坡体后缘高程为约1780m，其中国道351以上堆积的塌方体超过11万m3，且与河道左岸的部分壅塞体连成一片，其余方量约19万m3均滑入河道形成壅塞体。壅塞体形成后的地貌照片如下：

图1    壅塞体形成后

据本次调查，形成壅塞体的物质主要为左岸地表分布的覆盖层以及表层的风化卸荷带岩体从高位瞬间下滑形成，滑坡体中碎块石粒径一般5cm-50cm不等，个别粒径达2m，呈棱角状、次棱角状，母岩成分为澄江～晋宁第四期花岗岩（γ2（4）），岩质脆硬，块碎石含量约占70%—90%，粉质粘土含量约10%—30%。

2.4壅塞体物质组成及分布特征

根据前述，壅塞体物质来源为左岸高位滑坡体二次滑动后形成的高速碎屑流，其前缘直抵河床右岸，受滑坡时产生的气浪影响，右岸树木有被折断现象。根据现场调查，现壅塞体主要堆积于河床中部及右岸，左岸堆积体部分已被清理或河流决口后冲刷带到下游河床。堆积体物质主要是孤块碎石土，其中混杂大量树枝，块碎石含量约占70～90%，细粒土约占10～30%，最大块径可达到约2m，为花岗岩碎块石。

壅塞体过流冲槽左岸仍堆积有部分滑坡体物质，公路以上多已出露基岩陡壁，目前基本稳定。右岸堆积体地形坡度较缓，预估地形坡度10～20°，正在开挖泄水渠，目前基本稳定。

2.5壅塞体稳定性初步评价

根据前述，坝体物质以块碎石为主，粉质粘土充填于块碎石空隙中，壅塞体由高位滑坡后在右岸遇阻后堆积形成，其间的块石最大粒径达2m，0.2～0.5m粒径的块石占比约50%，且块石为坚硬的花岗岩。通过现场过流断面及开挖泄水渠情况比对分析，现坝体顺河向长度约180m，宽约110米，泄水渠开挖后堆积高度约10~12m，平均坡比接近1:2.0，多处于稳定～基本稳定状态，整体瞬溃可能性小。

3后续处置

为尽快降低壅塞体坝前水位，减少溃坝风险，结合现场已采取的泄水渠开挖处置措施，地质提出了以下建议：

（1）开挖泄水渠过程中尽快将弃渣转运至泄水渠出口段，不能堆积于渠身两侧。

（2）注意泄水渠右岸开挖边坡的稳定性，为安全起见，建议在施工期间对右岸边体稳定进行监测、预警和巡查，建立预警、预报机制及相关应急措施。

（3）泄水渠底板进入库水位以下开挖时应随时注意堰口处保留的挡水堰槛渗水情况，做好堰槛垮塌应对措施。

（4）左岸高位仍有未滑坡体残留，应随时监控其稳定性，做好应对措施。

2022年6月8日上午9时开始进行人工控制泄流处置。至12时， 壅塞体上游龙口水位已下降至原河床高程，壅塞体减少约7万立方米，原17万立方米壅塞水体已基本排完，人工控制泄流除险完毕，壅塞体由高风险降至低风险，新华壅塞体人工控制泄流除险成功。

作者介绍：

邬建华，1978年10月生，男，山西河曲人，高级工程师，本科，四川省水利水电勘测设计研究院有限公司，从事水利水电工程地质勘察工作。

魏宇，1984年12月生，男，四川成都人，高级工程师，本科，工程硕士，四川省水利水电勘测设计研究院有限公司，从事水利水电工程地质勘察工作。