木里河沙湾水电站厂房后坡变形体三维监测数据分析（尚锋,周延国,朱伟,刘玉玲）

  ［摘 要］ 通过对木里河沙湾水电站厂房后边坡变形体的地表三维监测数据的分析，可以判断其变形是由于阀室交通洞的集中排水造成的，在厂房边坡开挖、S216省道改线和雨季降水入渗等因素的共同作用下，进一步加剧了边坡的变形。从跨年度监测资料分析来看，变形体的变形量虽呈季节周期性变化，但变幅已趋于收敛，在不改变坡体边界条件的工况下，降水对坡体稳定性的敏感度已显著降低。

［关键词］ 变形体 三维监测 厂房边坡

1 工程概况

沙湾水电站位于四川省木里县境内，系雅砻江中游右岸最大支流木里河干流水电规划一库六级方案中的第三梯级电站。采用引水式开发，上、下游分别与卡基娃电站、俄公堡电站衔接。引水隧洞长约18.7km，利用落差256m，装机容量240MW。

厂房采用地面布置方案，厂房长85.5m，宽41m，厂房轴线方向为N45°E。厂房边坡上游侧为第四系松散堆积体组成的土质边坡，坡高约55m，开挖坡比为1∶1.25，设置2层马道。

厂房及其边坡开挖始于2005年3月底，至5月底开挖方量约5×104m3。2005年5月22日，厂房上游侧第四系堆积体发现地裂缝，裂缝呈向冲沟上游弯曲的弧状。裂缝分布高程位于阀室交通洞出口公路以下范围，初始为断续、错列的裂缝或裂纹，随后陆续贯通，形成变形体。变形体平均宽177m，长约270m，平均厚度42m，面积4.7×104m2，该变形体规模达200×104m3以上。由于变形体规模较大，其稳定性如何将直接关系着厂址的成立与否，因此，在裂缝形成初期即开展了地质简易监测，于2005年7月到2006年10月对其进行了表面三维变形监测，现将监测成果进行分析总结如下。

2 变形体地质背景

工程区属于中亚热带季风气候，年平均降雨量818.10mm，由于受暖湿海洋季风的影响，全年季节干湿区别十分明显，降水十分集中，主要分布在5～10月之间，雨季降雨量约占全年降雨量的93%。

工程区历史及现今地震活动性较弱，无6级以上强震记载，基岩地震动水平峰值加速度为0.10g，地震基本烈度为Ⅶ度。

厂房上游侧后坡为一槽谷地貌，呈冰斗—圈谷状地形总体呈上宽下窄、中下部略有收敛的“亚壶”状地形，坡脚呈舌状突向木里河，槽谷两侧及后缘山体均为岩质边坡。从地形地貌上看，沟谷纵向上总体呈陡缓相间的台阶状，2 440m高程（阀室交通洞口）以上地形宽缓，发育有三级平台，平台间以缓坡过渡，地形坡度25°～35°，植被较发育；2 440m高程以下地形在宽度上明显收敛，坡度变陡，发育有6级陡坎、台阶，平台狭小，且平台间地形坡度一般为45°左右，局部陡坎达50°～60°。

沟谷内覆盖层的厚度及物质组成、岩性差异较大。根据新老关系和成因类型可分为以下几层：第Ⅰ层冰水积含块碎砾石土层（fglQ3）、第Ⅱ层堰塞粉（砂）土与冲积砂卵砾石互层（l+laQ4）、第Ⅲ层冲积含砂卵（碎）砾石层（alQ4）、第Ⅳ层冲、洪积碎砾石土层（al+plQ4）、第Ⅴ层砂卵（碎）砾石层（alQ4）和第Ⅵ层洪积含块碎砾石土（plQ4）。另外，在山体坡脚分布有崩、坡积块碎石层（col+dlQ4），崩、坡积物结构疏松，大小混杂堆积于坡前。谷口及其下游发育有河流Ⅰ级阶地，Ⅰ级阶地长约100m，宽15～20m，拔河高6～8m，缓坡后缘为50°～70°的陡坡，厂房即布置在该阶地之上（图1）。

阀室交通洞于2005年2月6日施工，5月16日开始涌水，初始最大涌水量约50L/s，数天后一直保持在20～30L/s，渗水流出洞口后未做任何引、排水措施，直接渗入到厂房上游侧后坡松散堆积体内。在阀室交通洞排水入渗和厂房边坡、施工道路及省道S216改线的开挖后，致使高程2 400m以下松散堆积体发生蠕滑，产生贯通性弧形裂缝，形成变形体。变形体的左右边界为土石分界线，弧顶以槽谷的中部向内收敛处为界（图2）。钻探揭示，其底部为冰水积含块碎砾石土层（fglQ3），上部为洪积含块碎砾石土（plQ4）和冲、洪积碎砾石土层（al+plQ4）等。

3 变形体地表三维监测

3.1 监测网点的布置

在变形体周围稳定的地方设立4 个边角网点组成一个大地四边形作为该变形体监测的工作基点网，采用大地测量法实施表面三维变形观测，累计布设监测点21处（图3）。

变形体内按三纵三横布置9个监测标志，从下往上排列为A01～A09；在变形体周边裂缝后侧及左右两侧各布置一组观测标志，每组由3个观测标志组成，呈梅花形分布在裂缝的两侧。后侧监测标志组两点选在稳定的坡体上，另一点选在变形体上；左右两侧监测标志组一点选在稳定的坡体上，另两点选在变形体上。选在变形体外的监测点为A10、A13、A14、A16，变形体内的监测点为A11、A12、A15、A17、A18。变形体的下部省道S216上三个监测标志点为A19、A20、A21。

3.2 变形监测方法

（1）观测设备

投入生产的设备有