水利水电施工(2017年第5辑)
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3 边坡蠕滑体分析

3.1 变形特征

边坡开挖过程中,顺坡结构面在边坡坡脚被切断的情况下,滑移面的位置随着梯段高度的增加而变化,即从开挖坡脚沿顺坡结构面的倾角向上延伸到一定高程出露地面,形成底滑面;同时边坡开挖后,岩体构造水平应力释放,岩体出现松弛,沿层面产生张裂,边坡上部的岩体自重逐渐发挥作用,应力随之调整,在地下静动水的作用下,向临空面方向发生牵引,导致边坡表面开裂变形,带动后缘岩体由坡面向深部发展拉裂,形成蠕滑-拉裂体(图1)。

3.2 变形原因

3.2.1 水的作用

玛尔挡水电站地处高海拔严寒地区,秋季多风且降雨多,冬季寒冷,温差大。该边坡在开挖过程中出现拉裂变形的时间为雨季和冬季下雪期间,水的渗透及运动是直接导致边坡变形的主要原因。该蠕滑体岩层主要为古、新近系泥质粉砂岩与砾岩互层,呈块状构造,完整性差,裂隙发育,边坡中断层、节理裂隙成为地下水的主要运输通道。地下水对泥质粉砂岩及其软弱夹层具有软化、崩解、侵蚀等作用,造成岩体裂隙发生扩展的劈裂作用,使裂隙宽度增大,产生拉裂变形。同时受气温升高影响,部分地下水活动强烈,沿岩体裂隙运动,最终从高程3185.00m的坡脚渗出,使岩体结构面的胶结程度大大降低,减小了抗剪强度,形成了蠕滑体的底滑面。

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图1 蠕滑体剖面图

3.2.2 施工过程中的扰动

边坡开挖过程中,受进度的影响,开挖与支护不能同步,支护滞后开挖面较多,导致开挖区内边坡初期处于应力调整、发生松弛的岩体失去及时加固及变形的有效抑制。临空面随着开挖梯段高度的增加而加大,开挖区外作用于边坡岩体的主要应力是岩体自重,最大主应力方向大体平行于边坡,倾向坡外,由于开挖扰动形成了卸荷带,在此作用下,岩体应力重新调整,向临空面形成下滑的牵引力,导致开挖区内、外边坡发生蠕滑拉裂变形。

3.2.3 岩体结构

直接影响边坡稳定性的内在因素是构成边坡的岩性。该边坡主要为古、新近系泥质粉砂岩与砾岩的互层。其中以泥质粉砂岩为主,该岩体为软岩,具有遇水软化、膨胀,失水干缩、崩解等特殊物理性质。因此地下水或地表水渗入沿古、新近系泥质粉砂岩与地表覆盖层接触面进入坡体,即恶化了岩体物理力学性质,引起了边坡变形。