西南地区深切河谷大型堆积体开挖牵引型工程研究与实践

大型堆积体天然状态下稳定程度较低，一旦堆积体前缘开挖或切脚形成临空面，或因堆积体侧向约束条件被解除，堆积体向临空面或前缘产生滑移，导致堆积体产生自下而上的逐级牵引变形(图6.2)。如小湾水电站引水沟堆积体、金沙江溪洛渡水电站左岸谷肩堆积体、大渡河右岸支流大金河左岸丹巴县城堆积体、澜沧江黄登水电站下游右岸布纠河堆积体、牛栏江黄桷树水电站乌木树沟堆积、梨园水电站念生垦堆积体等。下面以澜沧江小湾水电站饮水沟堆积体为例进行分析。

1.基本地质条件

图6.2　堆积体开挖牵引滑移模式示意图

小湾水电站引水沟堆积体分布于左岸坝间，高程1300.00～1600.00m之间，体积约540万m3。物质组成主要为块石、特大孤石夹碎石质土(粒径大于5mm的碎石含量30%～70%)或碎石层(粒径大于5mm的碎石含量大于70%)或砂质粉土。特大孤石直径一般为2～5m，最大可达9m。块石直径一般为0.2～0.8m，最大可达1.0m。碎石粒径一般为5～15cm，最大可达到20cm。特大孤石、块石、碎石的母岩为黑云花岗片麻岩，主要呈弱、微风化状态，少量呈强风化状态。碎石质土、碎石层以及砂质粉土在空间分布上不成层，主要填塞在特大孤石、块石的缝隙之间。堆积体物质总体上相对较为密实，但在局部地段较为疏松，并存在架空现象。堆积体底部与下伏基岩之间分布有一层颗粒相对较细、厚度不等的物质(接触带土体)，厚度一般为0.15～8.05m。其物质以坡积层为主，主要为砾石、粉砾和砂砾；局部地段分布有洪积层，成分为砾质黏土或砾质砂粉土。接触带土体在空间分布上成层性相对较差，厚度变化较大：小于0.05mm颗粒的含量一般为15%～27%，最小仅6%，最大可达33%。

2.变形特征

2003年4月21日，在堆积体边坡开挖至1450m高程后，下游侧边界高程1450.00～1500.00m处出现局部变形迹象，并于2003年4月22日产生圆弧形坍滑。2003年12月17日开挖至1260.00m高程后，于下游侧边界高程1450.00～1500.00m坍滑处理后的挡墙部位出现拉裂缝，并有错台现象。2004年1月9日连续降雨。2004年1月10日在堆积体下游侧高程1290.00～1310.00m发现裂缝，随后沿堆积体下游侧边界上下延伸。2004年1月25日在高程1480.00～1560.00m上游侧开口线外缘及高程1300.00～1380.00m公路堆积体上游侧边界部位发现裂缝，并在高程1355.00m斜马道与1380.00m公路间的网喷梁上方出现一组斜向拉裂缝，1380.00m高程以下下游侧裂缝的延伸、连通情况及变形速率高于上游侧，并出现剪错现象。同时，下游侧边界高程1265.00～1276.00m处出现产生坍滑。随后，堆积体上游侧边界部位裂缝出现明显剪错现象，高程1480.00～1560.00m上游侧开口线外缘裂缝逐渐贯通，上部裂缝逐渐扩展至1590.00～1600.00m高程。地表观测表明，高程1420.00m以下边坡变形方向与边坡整体倾向一致，以上变形方向偏向下游。监测资料分析表明，变形在不断增加并有加速发展的趋势(表面点位移时间曲线见图6.3、图6.4)，其蠕滑变形特征整体上表现为渐进性、自下而上牵引式逐步扩展，主变形区表现为推移式。堆积体深部变形特征见图6.5、图6.6。

图6.3　小湾水电站饮水沟堆积体各变形区典型表面点位移-时间曲线

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图6.4　小湾水电站引水沟堆积体测点位移拐点-时间曲线

图6.5　小湾水电站引水沟堆积体典型深部滑动带位移-时间曲线

图6.6　小湾水电站引水沟堆积体典型深部位移-时间曲线

3.变形机理分析

经堆积体地形地质条件、边坡开挖、变形迹象及变形监测资料综合分析，高程1380.00m以下边坡开挖较陡，考虑混凝土拌和系统的布置，高程1290.00～1245.00m堆积体下游侧部位水平开挖深度较大，因此堆积体边坡产生的变形及局部的塌方，是客观地质条件与开挖影响共同造成的结果。堆积体组成物质不均一，部分地段结构较松散，底界面起伏较大，部分较陡，并有软弱土层分布，两侧有较陡的基岩面限制，加之地下水活动的影响，是产生变形的内在的不利因素。堆积体下部开挖边坡较陡，特别是高、低缆边坡上游端附近开挖较陡，切断了堆积体南侧部分阻滑岩体，部分失去三维效应。排水措施滞后，加之爆破震动的影响，是产生变形的外在诱发因素。

边坡整体蠕变的上、下游侧边界为堆积体与基岩的接触面。由于1245.00m高程抗滑桩施工中未揭露明显的剪切滑移面，故前缘位于高程1245.00～1265.00m之间。堆积体上部部分测斜孔在孔深29.5～39m之间见较明显的变形迹象，结合堆积体变形后的裂缝分布情况、表面变形观测资料分析，后缘位于高程1460.00～1540.00m之间，上游侧较高，下游侧较低，高程1460.00～1540.00m以上裂缝的发生、发展是由于下部堆积体变形，牵引并向上发展的结果。