刘鹏飞

（新疆塔里木河流域希尼尔水库管理局，新疆 库尔勒 841000）

1 工程概况

希尼尔水库地理位置在于新疆孔雀河流域库尔勒市境内，南北分别与尉犁县城和库尔勒市区相距27km和20km，东西和库鲁克塔格山及尉犁县西尼尔镇及红旗机械厂相接。地理坐标东经86°13～86°18，北纬41°33～41°38。

溢洪道进水渠边坡滑坡体前缘部分边坡段经过开挖后作为库区公路使用，溢洪道进口引水渠位于公路外侧；其余边坡前缘均为村庄。该滑坡体产生的原因主要在于早期岩石重力失稳，并呈扇形分布，属于推移式厚层岩滑坡类型。滑坡体前后缘宽320m和70m，纵向长270m，厚14～43m，体积约为198万m3，高程为124～196m，岩体主要为碎裂结构。安全鉴定和现场地勘结果显示，该滑坡体当前比较稳定，如遇外部条件变化，则会引发其沿底部软弱层滑动，造成较大危害，为此必须对该滑坡体进行加固治理。

根据地勘资料，该滑坡体主要由灰岩和红色页岩组成，岩层向山内倾斜190°～205°，灰岩岩块直径10～20cm。滑动面主要为页岩，且滑坡后缘经不断剥蚀后目前已经成为平滑斜坡，滑坡前缘经人工开挖后较为平缓。从开挖剖面看，滑坡体在溢洪道进水渠上游滑动方向为24°，但根据其岩层产状、形态及地貌等分析，其滑动方向为42°～50°，由此可以推测，此滑坡体下部曾经发生过次级滑动。希尼尔水库进水渠边坡夹层及岩性指标详见表1。

表1 水库进水渠边坡夹层及岩体指标表

2 现状边坡稳定分析

采用刚体极限平衡法进行该水库溢洪道进水渠边坡稳定性分析，该方法工程应用广泛，能进行岩土体边坡结构稳定性的准确评价。希尼尔水库进水渠岩质边坡滑移面大多为软弱结构，产生直线型、折线型等形式的破坏面，为此，必须根据结构面形态进行边坡稳定分析。

根据对希尼尔水库现状滑坡体实际情况的分析，滑坡体曾经发生过滑动，目前暂时处于稳定状态，为准确确定滑裂面抗剪强度，应进行滑坡体主滑带抗剪强度指标反演，并以最深且最具危险性的溢洪道进水渠段边坡变形体上典型断面进行分析，具体见图1。在反演过程中必须保持主滑动带凝聚力C’=10kPa，进行抗滑稳定安全系数K=1.00 时滑坡体达到极限平衡状态模拟及抗剪强度指标φ’计算；反演分析基本剖面应选择溢洪道进水渠边坡滑坡体主滑动方向，在分析过程中老滑坡体后缘张裂，岩土抗剪强度取0，滑坡体主滑动带抗剪强度反演结果详见表2。

图1 溢洪道进水渠段边坡变形体上典型断面图

表2 滑坡体主滑动带抗剪强度反演结果表

对滑坡体主滑动带抗剪强度的反演分析结果是地质形态和地层岩性的综合体现，当主滑动带高度、内摩擦角和凝聚力取值不同，会产生不同的法向有效应力，对应的边坡岩体抗剪强度不同，最终导致抗剪强度差异。根据反演结果，水库溢洪道进水渠边坡主滑动剖面反演参数差异较大，将反演结果与地质建议值代入抗剪强度公式后进行比较，2-2断面参数和地质试验值较为接近，2b-2b断面反演结果过于冒进，为此，本水库滑坡体主滑动带抗剪强度取地质建议值下限，即12.70°。基于反演结果，应用EMU岩土边坡稳定分析软件中的Sarma算法，假定主滑动体侧面和底面均达到极限平衡状态，根据静力平衡条件可得到极限状态下临界加速度、抗滑移稳定性系数Kc及安全系数。

3 边坡治理

3.1 治理方案

方案1：全预应力锚索加固。沿边坡走向按4m间距布置单根1000kN级锚索，考虑到主滑动面滑移向和溢洪道进水渠边坡走向存在一定夹角，而锚索倾向平行于边坡倾向，所以预应力作用力确定时应考虑0.67（sin40°）的折减系数。通过分析，为使边坡稳定安全系数达到规范值，主滑动面应布置60根预应力锚索，进水渠和渐变段以内边坡施加1250根闹所。该方案投资约3500万元，本水库进水渠边坡加固段面积有限，故锚索布置难度大，对主体工程施工有阻碍影响。此方案加固后溢洪道进水渠边坡稳定计算结果详见表3。

表3 边坡稳定计算结果表

方案2：抗滑桩+预应力锚索加固。在高程235.10m及245.60m平台分别设置1排直径2.00m、间距4.00m的抗滑桩，并在各桩桩顶增设1根1500kN预应力锚索，在高程245.60m平台以上边坡面增设25根1000kN预应力锚索，并沿着坡面等间距设置。根据抗滑桩及预应力锚索设置数量，本方案投资金额约为4000万元，因加固边坡面积有限，所以锚索的布置难度较大；在抗滑桩布置时还应搭建临时施工平台，由于施工所用机械设备重量大，故会使边坡竖向载荷值增大，不利于边坡稳定。此方案加固后溢洪道进水渠边坡稳定计算结果详见表4。

表4 边坡稳定计算结果表

方案3：明挖卸荷。结合该水库溢洪道进水渠开挖揭露地质情况，边坡变形主要表现为顺层间泥化发育夹层的滑动，滑动面倾斜角度陡峭，必须顺最大滑移面开挖卸荷。在高程235.10m及235.60m平台向里到滑移面最大值处起坡开挖，设计开挖比为1：1.75，并在各级边坡顶部增设宽度3m马道，高程235.60m以上按照1：1.50 ～1：1.75 开挖比削坡。在完成开挖后边坡高度最大应达到55m。在该方案下卸荷过程基本沿软弱层面进行，开挖结束后边坡整体达到稳定状态，根据表5中的边坡稳定安全系数计算结果发现，卸荷后边坡潜在滑移体稳定安全系数符合规范要求，此后仅需进行常规性喷锚支护。该处置方案总开挖量12.76 万m3，造价约875万元。

表5 边坡稳定计算结果表

经过对以上三个方案的综合比较发现，方案3施工便捷、工期短且投资少，方案1和方案2投资大，且施工过程复杂，为此，本水库溢洪道进水渠边坡变形及滑移体、滑移面治理选用方案3，即明挖卸荷方案。

3.2 应急处理

考虑到本水库溢洪道进水渠边坡已经发生开裂变形，在未采取措施治理前，应当对采用顶部宽25m、高8.00 ～21.00m、外侧边坡1：1.50 的压脚体对进水渠及渐变段边坡设计高程以下进行渣料开挖和压脚处理。压脚体铺筑厚度60cm/层，并通过26t振动碾进行2遍静压。同时，还应进行边坡顶部卸荷处理，通过明挖方式挖除设计高程以上滑移体，为避免滑移体外部荷载值增大，开挖过程所产生的渣料不应在滑移体上堆积。

4 结论

综上所述，岩质边坡节理裂隙组合对边坡内部造成切割，使岩层向破外倾斜是岩质边坡产生滑动变形的前提条件，而层间发育软弱夹层的存在则是加速块体滑移变形的润滑剂。希尼尔水库溢洪道进水渠边坡滑移加固处理结果表明，对于岩质高大边坡及较深且陡峭的滑移面，下滑力较大，采用抗滑桩和预应力锚索加固的措施显然不经济，而对滑移面卸荷处理反而能取得较好的效果。希尼尔水库溢洪道进水渠边坡滑移体明挖载荷施工于2020年4月初结束，经过1个雨季的运行与观测，边坡滑移变形已经完全停止，表明本工程所采用的明挖卸荷处理措施在处治层间泥化夹层发育的沿层滑移变形十分适用。