纳井田水库左岸边坡稳定性研究

收稿日期：2014－09－24作者简介：杨孟（1982－），男，助理工程师，主要从事水利地质勘察方面的工作。

纳井田水库左岸边坡稳定性研究杨孟（安顺市水利水电勘测设计院，贵州安顺561000）1工程概况拟建的纳井田水库位于贵州省镇宁布依族苗族自治县南部的六马乡纳井田河上，距镇宁县城63km ，距六马乡1km ，有镇（宁）坝（草）公路沿水库左岸通过，交通方便。

纳井田水库正常蓄水位761.00m ，相应库容175.9万m 3，校核洪水位765.14m ，总库容234万m 3，工程规模为小（1）型。

枢纽建筑物由水库大坝、溢洪道、放水口等组成，其他水工建筑物还有输水管线、灌溉渠道等。

主要任务是解决农业灌溉，兼顾乡镇供水及周边农村人蓄饮水及其他用水。

工程设计灌溉面积0.5万亩，水库建成后可解决六马乡镇供水和周边1.13万人及0.14万头牲畜的用水问题。

2边坡稳定性的影响因素2.1地质构造地质构造是影响边坡稳定性的重要因素之一，一般而言，如果水库所在区域的地质构造条件比较复杂，则稳定性较差，反之则稳定性较好。

岩层还有结构的形状也是影响边坡稳定性的主要因素，如果岩层相对稳定，没有太大的起伏则稳定性较高；如果岩层起伏较大，存在裂缝则稳定性较差；如果岩层的倾角较大则边坡不稳，如果岩层倾角不超过25ʎ则相对稳定。

纳井田水库位于北西向构造带内，库区内无大的断裂存在，地层出露连续性较好，区域地质构造相对较稳定；但岩石节理裂隙发育，风化强烈，岩石较破碎，泥页岩遇水易软化。

由于受板阳向斜的影响，区内褶皱较发育，岩层产状较为紊乱，倾角较陡，多在40ʎ 65ʎ。

库区岩层总的倾向为北北西，河谷基本上为走向谷。

局部褶皱发育，但均为小型牵引褶皱，数十米即消失；断层不发育，只是在水库库尾发育1条F 2压扭性断层，从水库右岸斜穿至水库左岸，断层走向115ʎ，倾向205ʎ，倾角55ʎ，长约700m ，断距1.5m 。

断层破碎带宽3.5m ，影响带宽10m ，破碎带成分主要为不规则形状的细砂岩，钙质胶结，胶结良好，为不导水断层，对库岸稳定及水库蓄水无影响。

除F 2断层外，库区内无其他对工程有影响的构造通过，库区地质构造稳定性好。

2.2水文地质条件2.2.1静水压力静水压力来自于两个方面：一是水库淹没产生的静水压力，二是裂隙中的水压力。

静水压力的作用方向与裂隙面相垂直，其大小与裂隙水水头有关。

对部分充水的高角度裂隙，裂隙静水压力P W （取单宽坡体）为：P W =12HL γW 式中，H 为裂隙水的水头；L 为裂隙充水的长度；γW 为水的块体密度。

2.2.2浮托力浮托力产生于透水边坡，浮托力的产生会严重影响到边坡的稳定性，浮托力作用下的边坡自重会减轻，如果此时水库的岩层相对稀疏，这样边坡就容易发生变形，进而影响到边坡的稳定。

2.2.3动水压力动水压力与静水压力不同，它产生于水的流动中，因此，比较难以计算。

动水压力是一种体积力，其数值为：D =V γW I式中，V 为流动水体体积；γW 为水的块体密度，I 为水力梯度。

纳井田水库库区为近东西走向的狭长条带状沟谷，汇水区北起白杨林高坡，南止坝址，西至傍路丫口，东抵马桃山，南北长6.5km ，东西宽3.4km ，水库集水面积14.5km 2。

汇水区最高点为最北端的白杨林高坡，海拔高程1217.0m ，最低处在拟建坝址处沟谷，海拔高程720.00m ，相对高差500.00m 。

河谷纵横交错，地表水系呈树枝状发育。

地下水含水类型主要为基岩裂隙水，根据调查，库区内出露泉·81·技术交流SMALL HYDＲO POWEＲ2014No.6，Total No.180水较少，较大泉水一般出露于冲沟顶部。

泉水主要分布于高程925 1011m之间，均高于水库正常蓄水位，泉水水量0.1 1L/s，流量稳定，为长流性泉水（见表1）。

表1纳井田水库库区1ʒ5000测区内井泉调查泉点编号出露地层出露高程流量/（L·s－1）泉水类型调查时间S1T2b1210.00.2下降泉20090407S2T2b1200.00.5下降泉20090407S3T2b1225.00.3下降泉20090407S4T2b1275.00.2下降泉20090408S5T2b1240.00.2下降泉20090408S6T2b1270.00.1下降泉200904082.3地层岩性地层岩性也会对边坡的稳定性造成很大的影响。

总结过去的经验可以看出，坚硬的岩石稳定性较好，而如果岩石相对软弱，在开挖过程中就容易引发滑坡、坍塌等多种事故，从而影响到边坡的稳定性。

库区出露三叠系中统（T2）地层以及第四系（Q）残坡积层、冲洪积堆积层等。

现从老至新分述如下：三叠系中统边阳组（T2b）：青灰色薄至中层细砂岩、杂色泥页岩夹少量泥灰岩及泥质灰岩，厚度978m，含基岩裂隙水，富水性弱，为相对隔水层，分布于拟建水库库盆及库岸。

第四系（Q）：测区内分布普遍，有残坡积、冲洪积及崩塌堆积等，厚度变化较大。

残坡积层：主要成分为基岩风化土及基岩碎岩块，分布在山间盆地平缓坡山麓地带，该层厚度常受基岩的性质和地形条件的影响而有所不同，一般厚度0.5 10m。

冲洪积层：主要成分为块石、卵砾石、细粉砂、粉砂质淤土，分布在纳井田河河道及汇口地段，厚度0 7m。

崩塌堆积体：主要是块石，零星分布于库尾河谷两岸，对库岸稳定影响不大。

2.4地震作用地震作用下的岩石和地质构造都会发生很大的变化，边坡的稳定性自然也会受到很大的影响。

地震影响边坡主要表现在累积和触发。

2.4.1累积效应累积效应指的是地震过程中地震力引发的作用的总值。

边坡中由地震引起的附加力S的大小，通常以边坡变形体的重量W与地震振动系数k之积表示（S=kW）。

可以看出，地震级数越小对于边坡稳定性的影响越小，反之则越大。

2.4.2触发（诱发）效应地震的触发效应对于边坡的稳定性有着较大的影响，如果地震级别较高或者是震中位置附近的区域在地震触发的作用下可能会产生崩塌、滑坡等，同时还会诱发裂隙、岩石破碎。

3左岸边坡稳定性评价库盆及库岸为T2b地层，岩层倾角较陡，为40ʎ 60ʎ，基本无构造破坏，岸坡倾角较陡，为25ʎ 60ʎ；未见大的滑坡及坍塌等不良物理地质现象存在。

但在近坝河湾左岸存在较大的松散堆积体，该堆积体底宽约43m，顶宽135m，呈楔形，斜边高度70 80m，面积6450m2。

覆盖层厚约1.5 2.5m，下伏基岩为三叠系中统边阳组（T2b）薄至中层钙质、泥质砂岩夹泥页岩，强风化层后厚约2.5 3m。

由于松散堆积层及强风化层较厚，且边坡较陡（地形坡角35ʎ 42ʎ），水库建成蓄水后极有可能发生小型塌岸，对水库蓄水产生一定影响，应对其进行处理。

建议处理措施为：因该堆积体顶部为县道公路，削坡影响公路稳定，建议在该堆积体坡角修筑挡墙以保证其稳定，挡墙基础应置于中风化基岩顶部或上部，基础开挖深度4 5.5m。

中风化基岩物理力学参数建议值参照坝基中风化物理力学指标建议值取值。

4左岸边坡加固措施4.1支挡措施支挡是水库左岸边坡加固的常用方法之一，也是基本措施。

支挡指的是通过使用支挡结构对水库左岸进行加固的方法，支挡效果相对较好，而且稳定可靠，能够从根本上解决水库边坡不稳问题。

4.2加固措施（1）注浆加固。

注浆加固通常使用在岩石的裂隙比较大的情况下，通过机械将灌浆液注入到岩石裂隙中，填补岩石裂隙，从而起到加固的作用。

（2）锚杆加固。

锚杆加固与注浆加固的适用条件类似，原理也大致相同，都是通过在裂隙中加入材料来达到加固的目的，但是锚杆加固在裂隙中加入的是锚杆。

（3）土钉加固。

土钉加固适用于相对软弱的岩（下转第24页）·91·小水电2014年第6期（总第180期）技术交流顶起装置克服这一弱点。

图1内循环推力轴承示意3.3实例辽宁实华电站是笔者公司设计的卧式灯泡贯流水轮发电机组，于2014年1月正式发电，水轮机型号为GZJ735B —WP —300，额定功率2094kW ，额定转速136.4r /min ，飞逸转速376r /min ，最大水头4.5m ，最小水头3.5m ，额定点效率91.6%，吸出高度H s ≤－0.9m ，轴向水推力270kN ，转轮重量4.4t 。

本机组为卧式机组，轴承不仅承受水推力，而且机组本身的重力也比较大，故采用球面推力径向轴承。

润滑方式根据招标书的要求采用自润滑内循环方式，内循环自润滑推力轴承结构简单紧凑，能够省去1套复杂的供油、集油系统，自动化元件也大为减少，从而提高了机组运行的可靠性。

具有自位能力的球面推力径向轴承则解决了机组安装时主轴的扰度问题，机组安装和维修方便，大大提高了安装效率。

4结语辽宁实华水电站经过半年时间的运行考验，从电站的反馈信息来看，机组的各项性能达到设计要求，特别是推力轴承的运行非常令人满意。

■责任编辑吴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴檴昊（上接第19页）石或是土质边坡中，这些软弱的岩石或是土质边坡在开挖过程中很容易发生事故，而加入土钉能够起到很好的加固作用。

（4）预应力锚索加固。

预应力锚索加固是一种常用的加固方式，适用于高边坡工程中，能够起到深层加固的效果。

4.3防护（1）植物防护。

植物防护就是指在边坡附近栽种树木草皮等植物起到巩固水土、防止水土流失的边坡防护措施。

（2）工程防护。

工程防护就是指在边坡附近修筑工程从而达到边坡稳定效果的措施，通常可以采用砌体封闭防护和喷射素混凝土防护两种方法。

4.4排水排水措施在边坡稳定加固中的应用比较广泛，通常情况下都使用挖截水沟的方式进行排水，但是为了达到更好的排水效果，还需要配合坡内排水的方式。

5结语总而言之，纳井田水库左岸边坡稳定分析与评价是一项复杂的工作，涉及到多个方面的内容；左岸边坡稳定性的影响因素也较多，需要从多个角度、多个方面对其稳定性进行分析和评价。

参考文献：［1］郭鸿俊，姜清辉，孙金山．大岗山水电站右岸高边坡加固方案优化研究［J ］．人民长江，2012，43（15）：16－19．［2］包 ，石豫川，史建辉．某电站右岸边坡整体稳定性评价及预测［J ］．西北水电，2011（5）：14－16，29．［3］景林珍．和川水库蓄水对左岸滑坡体稳定性的影响［J ］．科技情报开发与经济，2010，20（31）：177－178．■责任编辑吴昊·42·技术交流SMALL HYDＲO POWEＲ2014No.6，Total No.180。