錦屏一級(jí)水電站左岸邊坡變形監(jiān)測(cè)及機(jī)制分析

何如許 裴向軍 劉明 文旭 徐崗

摘 要：針對(duì)錦屏一級(jí)水電站左岸邊坡的持續(xù)變形現(xiàn)象，以左岸邊坡的地質(zhì)結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，通過表面變形監(jiān)測(cè)與深部變形監(jiān)測(cè)相結(jié)合的綜合監(jiān)測(cè)手段，對(duì)其變形機(jī)制進(jìn)行分析。研究結(jié)果表明，其整體的變形機(jī)制可概括為“上部持續(xù)傾倒—深部張裂—表部鎖固體松弛—下部與壩體協(xié)調(diào)”。開口線以上自然邊坡傾倒變形體的持續(xù)變形主要受砂巖、板巖軟硬互層以及淺表部卸荷作用控制，還受下部坡體變形調(diào)整向上累積效應(yīng)的影響。左岸邊坡深部變形主要是受坡體深部裂縫區(qū)的持續(xù)拉張變形及斷層f42-9和煌斑巖脈X所體現(xiàn)的非滑移式拉裂松弛變形影響，而且強(qiáng)支護(hù)的群錨效應(yīng)明顯強(qiáng)化、深化了對(duì)變形的作用。開口線以下人工開挖支護(hù)邊坡的持續(xù)變形原因是錨墻鎖固的部分坡體淺表部出現(xiàn)整體性側(cè)向松弛卸荷變形。標(biāo)準(zhǔn)蓄水位附近的坡體受庫水浮托力的影響較大，而抗力體邊坡在蓄水之后則受到壩肩推力的影響而產(chǎn)生壓密和抬升的周期性變化特征。

關(guān)鍵詞：邊坡;監(jiān)測(cè)分析;變形機(jī)制;錦屏一級(jí)水電站

中圖分類號(hào)：TV642.4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

doi：10.3969/j.issn.1000-1379.2021.10.025

引用格式：何如許，裴向軍，劉明，等. 錦屏一級(jí)水電站左岸邊坡變形監(jiān)測(cè)及機(jī)制分析[J].人民黃河，2021，43（10）：128-133，138.

Abstract： In view of the continuous deformation of the left bank slope of Jinping I Hydropower Station， the deformation mechanism of the left bank slope was analyzed by means of comprehensive monitoring combined with surface deformation monitoring and deep deformation monitoring. The results show that the overall deformation mechanism can be summarized as “continuous toppling of the upper part-deep tension fracture-surface locking solid relaxation-coordination between the lower part and the dam body”. The continuous deformation of toppling deformation body of natural slope above the opening line is mainly controlled by the unloading action of sandstone， slate soft-hard interbeds and shallow surface， and is also affected by the upward accumulation effect of deformation adjustment of lower slope. The deep deformation of the left bank slope is mainly due to the continuous tension deformation in the deep crack area of the slope and the non-slip tension and relaxation deformation embodied in f42-9 and lamprophyre dike X. Moreover， the group anchor effect of the strong support obviously strengthens and deepens this effect. The continuous deformation of the slope supported by manual excavation below the opening line is mainly due to the integral lateral relaxation and unloading deformation of the shallow part of the slope secured by the anchor wall. The slope near 1880m is greatly influenced by the buoyancy of reservoir water， while the slope of resisting body is affected by the thrust of abutment after impoundment， resulting in the characteristics of compaction and uplift. The monitoring results and deformation mechanism of this project can be used for reference in other hydropower projects in the future.

Key words： slope; monitoring and analysis; deformation mechanism; Jinping-Ⅰ Hydropower Station

我國西南山區(qū)擁有豐富的水電資源，近年來隨著清潔能源需求的不斷增加，金沙江、瀾滄江、雅礱江等流域的水電工程開始大規(guī)模地投入建設(shè)和運(yùn)營。西南山區(qū)極為復(fù)雜的地質(zhì)條件、頗為頻繁的地震活動(dòng)，加上水電工程邊坡所特有的大規(guī)模、強(qiáng)開挖的特點(diǎn)，給水電工程的施工及運(yùn)行帶來了極為艱巨的挑戰(zhàn)。因此，對(duì)水電工程中復(fù)雜高陡人工開挖邊坡進(jìn)行整體安全監(jiān)測(cè)成了評(píng)價(jià)和預(yù)測(cè)水電工程邊坡安全性最為有效的手段[1-4]。

趙明華等[5]通過表面變形監(jiān)測(cè)、測(cè)斜孔、滲壓計(jì)、多點(diǎn)位移計(jì)及錨索應(yīng)力計(jì)等多種監(jiān)測(cè)手段對(duì)小灣水電站人工開挖邊坡進(jìn)行綜合監(jiān)測(cè)，通過監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的分析得知開挖爆破是導(dǎo)致邊坡變形的主要原因，并判斷其變形目前已趨于收斂，邊坡保持在穩(wěn)定的狀態(tài)。何邁等[6]通過測(cè)斜孔、測(cè)壓計(jì)及表觀位移觀測(cè)等手段對(duì)山體變形以及坡體內(nèi)部地下水位變化情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)和分析，并以此為依據(jù)對(duì)帷幕灌漿以及排水方案進(jìn)行調(diào)整以達(dá)到理想的效果。金海元等[7]在分析前人大量現(xiàn)場(chǎng)勘探地質(zhì)資料的基礎(chǔ)上判斷錦屏一級(jí)水電站左岸邊坡的潛在破壞模式，再結(jié)合監(jiān)測(cè)資料對(duì)邊坡的變形趨勢(shì)和失穩(wěn)進(jìn)行預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)，以建立一套滑坡時(shí)空預(yù)警模型。李程等[8]將三維電子羅盤應(yīng)用到滑坡變形監(jiān)測(cè)當(dāng)中，這種監(jiān)測(cè)方法成本低、精度高，可以準(zhǔn)確追蹤滑坡的動(dòng)態(tài)變形姿態(tài)。韓鞠等[9]對(duì)羅家坪滑坡進(jìn)行了深部變形、大地變形及地下水位監(jiān)測(cè)，通過與日降雨量以及庫水位變化曲線的對(duì)比分析建立了滑坡的失穩(wěn)模型。原先凡等[10]在分析滑坡時(shí)空演化規(guī)律的基礎(chǔ)上對(duì)某水庫邊坡各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)資料進(jìn)行整理分析，指出滑坡目前整體保持穩(wěn)定，庫水位的升降是導(dǎo)致滑坡變形的主要因素。

作為目前世界上最高的雙曲拱壩，錦屏一級(jí)水電站左岸邊坡開挖高度達(dá)500 m，在水電工程中極為罕見，特別是蓄水之后邊坡的穩(wěn)定性不僅關(guān)系到錦屏一級(jí)水電站的安全運(yùn)行，更關(guān)系到上下游人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全。筆者以地質(zhì)資料為基礎(chǔ)構(gòu)建地質(zhì)模型，并通過對(duì)左岸邊坡各監(jiān)測(cè)剖面監(jiān)測(cè)資料的整理分析，進(jìn)一步探究錦屏一級(jí)水電站左岸邊坡整體的變形特征及機(jī)制，以期為后續(xù)庫岸邊坡的穩(wěn)定性評(píng)價(jià)與預(yù)測(cè)提供依據(jù)。

1 工程概況

錦屏一級(jí)水電站壩高約300 m，是典型的雙曲拱壩。壩區(qū)河谷深切，為不對(duì)稱的V形河谷。左岸邊坡的開挖高程從1 570 m直至2 090 m，開挖規(guī)模之大實(shí)屬罕見。

壩區(qū)基巖出露有雜谷腦組（T2-3Z）的變質(zhì)巖，主要分為3段：第1段（T12-3Z）是在壩區(qū)地表未出露的綠片巖;第2段（T22-3Z）是灰-灰白色的大理巖夾綠片巖，厚約450 m，為壩區(qū)出露的最主要地層，出露在左岸邊坡高程1 800 m以下，根據(jù)巖性組成分為8個(gè)亞層;第3段（T32-3Z）為板巖和砂巖的互層，厚度約為400 m，出露在左岸高程1 800 m以上，可將其分為6個(gè)亞層，其中1、3、5層為板巖，2、4、6層為砂巖。左岸巖層總體產(chǎn)狀為N15°～35°E/NW∠30°～45°，為反傾巖質(zhì)邊坡。左岸邊坡出露的煌斑巖脈從近2 100 m高程一直延伸至下游泄洪霧雨邊坡，巖脈寬度為2～3 m，總體產(chǎn)狀為N60°～80°E/SE∠70°～90°，風(fēng)化程度較高。

壩區(qū)主要發(fā)育NNE—NE、EW—NEE、NW—NWW向3組斷層，其中規(guī)模較大的控制性斷層有f5、f8、f2及f42-9。左岸邊坡的深部拉裂縫較為發(fā)育，發(fā)育的最大深度為300 m。其中在壩肩上游側(cè)邊坡以煌斑巖脈X、f42-9斷層、深部裂縫SL44-1為邊界共同切割構(gòu)成一個(gè)契形塊體。錦屏一級(jí)水電站上游原始庫水位為1 640 m，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)蓄水位為1 880 m，死水位為1 800 m，庫水位變化過程曲線見圖1。

2 監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)

現(xiàn)階段揭露的地質(zhì)結(jié)構(gòu)和變形跡象顯示，左岸邊坡的整體變形受到高位傾倒變形體以及“大塊體”周圍主控結(jié)構(gòu)面和周圍邊界自然因素的影響。因此，通過表觀監(jiān)測(cè)點(diǎn)和深部監(jiān)測(cè)點(diǎn)的布設(shè)，形成一套由表及里的全面監(jiān)測(cè)體系，為蓄水期的變形監(jiān)測(cè)提供了有力保障。

左岸邊坡布設(shè)80個(gè)表觀變形觀測(cè)點(diǎn)，現(xiàn)在還在持續(xù)觀測(cè)的點(diǎn)有39個(gè)，同時(shí)記錄各點(diǎn)的X（順河向）、Y（橫河向）、H（豎直向）三個(gè)方向的位移。這些表觀監(jiān)測(cè)點(diǎn)主要設(shè)置在開挖區(qū)域，尤其是拱肩槽上游開挖邊坡較多，施工期結(jié)束后為了對(duì)高程較高的傾倒變形體進(jìn)行變形監(jiān)測(cè)，在開口線以上自然邊坡增設(shè)了多個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)。開口線上部的自然坡體設(shè)12個(gè)測(cè)點(diǎn)，高程1 885 m以上坡體設(shè)27個(gè)測(cè)點(diǎn)，覆蓋了高位傾倒變形體以及f42-9、f5、f8斷層和煌斑巖脈出露的觀測(cè)區(qū)域。

深部變形監(jiān)測(cè)則是通過在兩個(gè)揭穿坡體的平洞（PD42、PD44）內(nèi)布設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)來完成，共計(jì)33個(gè)測(cè)點(diǎn)，其中PD44有13個(gè)測(cè)點(diǎn)、PD42（主洞PD42S1及上支洞PD42S2，本文統(tǒng)稱PD42）有20個(gè)測(cè)點(diǎn)。監(jiān)測(cè)點(diǎn)主要記錄坡體內(nèi)部橫河向的位移。測(cè)點(diǎn)布設(shè)見圖2。本文選取穿過坡體關(guān)鍵部位以及控制性結(jié)構(gòu)面的橫Ⅱ1-Ⅱ1（見圖3）、橫Ⅴ-Ⅴ剖面（見圖4）作為研究對(duì)象，并將典型橫剖面有關(guān)的監(jiān)測(cè)點(diǎn)作為分析對(duì)象，通過繪制剖面圖以及分析整理相關(guān)的測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)來研究和反饋邊坡體的變形特征。

3 橫Ⅱ1-Ⅱ1剖面變形監(jiān)測(cè)分析

橫Ⅱ1-Ⅱ1剖面相關(guān)的表觀變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)高程分別為：TPL84點(diǎn)高程2 220 m、TPL83點(diǎn)高程2 151 m、TP14-1點(diǎn)高程2 086 m、TP11-2點(diǎn)高程2 051 m、TPL3點(diǎn)高程2 021 m、TPL9點(diǎn)高程1 991 m、TPL22點(diǎn)高程1 916 m、TPL29點(diǎn)高程1 886 m。橫Ⅱ1-Ⅱ1剖面坡體開挖深部平洞有PD44、PD48、PD40、PD52、PD50，鑒于PD44揭穿左岸邊坡的控制性結(jié)構(gòu)面煌斑巖脈X、斷層f42-9以及一系列深拉裂縫，對(duì)其進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)測(cè)，故選擇PD44作為深部變形監(jiān)測(cè)分析的對(duì)象。

3.1 表觀變形監(jiān)測(cè)

通過對(duì)橫Ⅱ1-Ⅱ1剖面各監(jiān)測(cè)點(diǎn)位移數(shù)據(jù)的整理，得到各點(diǎn)的水平位移（見圖5）、總位移（見圖6）、位移方位角（見圖7）和位移傾角（見圖8）變化曲線。蓄水之后橫Ⅱ1-Ⅱ1剖面各監(jiān)測(cè)點(diǎn)水平位移為33.8～84.9 mm，并呈現(xiàn)出從高位到低位逐漸減小的特點(diǎn)，水平位移以Y方向（橫河向）的位移分量為主，TPL84、TPL83和TP14-1點(diǎn)的水平位移明顯大于其他點(diǎn)的，由此可以看出自然邊坡傾倒變形體的橫河向位移大于人工開挖邊坡的卸荷回彈以及松弛變形。各點(diǎn)水平位移的方位角則集中在115°～130°之間，可以看出邊坡是在往略微傾向上游的方向變形。總位移量最大的點(diǎn)是位于自然邊坡傾倒變形區(qū)高程為2 220 m的TPL84，其變形量達(dá)到89.5 mm，其余各點(diǎn)的變形量基本上隨著高程的降低而減小。位于開口線以上自然邊坡監(jiān)測(cè)點(diǎn)的總位移大于位于人工開挖支護(hù)邊坡監(jiān)測(cè)點(diǎn)的總位移。其中監(jiān)測(cè)點(diǎn)TPL29的位移傾角保持為負(fù)即為仰傾角，主要原因是蓄水以后受庫水托力作用，產(chǎn)生了上抬變形。而其余各點(diǎn)的位移傾角集中在18°～28°之間，即豎直方向上的位移始終以沉降為主。

3.2 深部變形監(jiān)測(cè)

PD44平洞位于左岸開挖邊坡橫Ⅱ1-Ⅱ1勘測(cè)線高程1 930 m，處在錦屏水電站一級(jí)左岸邊坡的上游側(cè)，測(cè)洞內(nèi)共布設(shè)13個(gè)測(cè)點(diǎn)以及12個(gè)石墨桿位移計(jì)測(cè)段，其中以洞底最深標(biāo)點(diǎn)PD44-13為觀測(cè)工作的基準(zhǔn)點(diǎn)，其余則為測(cè)點(diǎn)，共計(jì)12個(gè)，由內(nèi)向外編號(hào)13～1。PD44各測(cè)點(diǎn)水平位移變化曲線見圖9。PD44穿過了煌斑巖脈X、斷層f42-9以及坡體內(nèi)部一系列小斷層和深拉裂縫。從開始蓄水至今，左岸平洞PD44累計(jì)水平位移量達(dá)到25 mm。其中0+47（PD44-3）—0+62（PD44-4）測(cè)段穿過了部分小斷層，其蓄水后的累計(jì)變形量為3 mm;煌斑巖脈X則處在0+76（PD44-5）—0+122（PD44-8）測(cè)段范圍內(nèi)，其蓄水后的累計(jì)變形量為6 mm;0+122（PD44-8）—0+170（PD44-11）測(cè)段則包含了斷層f42-9以及一系列的深拉裂縫，而該測(cè)段也是PD44水平位移量最大的測(cè)段，其蓄水后的累計(jì)變形量為10 mm。從位移變化曲線可以看出，在施工期PD44的水平位移基本保持平穩(wěn)增加態(tài)勢(shì)，開始蓄水后整體變形速率有所增大。在首蓄期庫水位從1 840 m降至1 800 m，以及初蓄期庫水位從1 880 m降低至1 800 m期間，位移出現(xiàn)了大幅度躍升，形成了一個(gè)臺(tái)階狀，在進(jìn)入運(yùn)行期后位移速率較之前大幅降低，水平位移以一個(gè)較低的速率緩慢增加。根據(jù)之前左岸邊坡滲流場(chǎng)的研究成果[11]，認(rèn)為造成這種“躍升”現(xiàn)象的原因是庫水位下降時(shí)坡體內(nèi)部受到一個(gè)向外的滲透壓力而產(chǎn)生水平方向的位移，特別是在軟弱結(jié)構(gòu)以及深拉裂縫所在的區(qū)域這種變形現(xiàn)象更為明顯。

4 橫Ⅴ-Ⅴ剖面變形監(jiān)測(cè)分析

橫Ⅴ-Ⅴ剖面相關(guān)的表觀變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)高程分別為：TP85點(diǎn)高程2 278 m、TP15-1點(diǎn)高程2 123 m、TP6點(diǎn)高程2 104 m、TP7點(diǎn)高程2 082 m、TPL1點(diǎn)高程2 051 m、TPL15點(diǎn)高程1 946 m、TPL23點(diǎn)高程1 916 m、TPL32點(diǎn)高程1 886 m。橫Ⅴ-Ⅴ剖面坡體開挖深部平洞有PD42、PD38、PD64、PD18、PD36、PD24，鑒于PD42揭穿左岸邊坡的控制性結(jié)構(gòu)面煌斑巖脈X、斷層f42-9以及深部裂縫，對(duì)其進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)測(cè)，故選擇PD42作為深部變形監(jiān)測(cè)分析的對(duì)象。

4.1 表觀變形監(jiān)測(cè)

通過對(duì)橫Ⅴ-Ⅴ剖面各監(jiān)測(cè)點(diǎn)位移數(shù)據(jù)的整理，得到各點(diǎn)的水平位移（見圖10）、總位移（見圖11）、位移方位角（見圖12）和位移傾角（見圖13）變化曲線。

蓄水之后橫Ⅴ-Ⅴ剖面位于自然邊坡傾倒變形體的TP85水平位移明顯大于位于人工開挖支護(hù)邊坡其他點(diǎn)的。位于壩頭抗力體邊坡的TPL32水平位移累計(jì)值則明顯小于橫Ⅱ1-Ⅱ1剖面相同高程的TPL29。從水平位移變化曲線可以看出，在開始蓄水后TPL32基本保持穩(wěn)定，只有小幅度波動(dòng)性增長。和TPL32同位于左岸抗力體邊坡的TPL23水平位移也明顯小于橫Ⅱ1-Ⅱ1剖面相同高程的TPL22。蓄水之后隨著庫水位的上升拱壩對(duì)左岸邊坡抗力體的推力逐漸增加，這部分推力使得左岸邊坡部分區(qū)域往略微傾向上游方向的變形有所收斂。TPL32和TPL23的方位角仍然隨著庫水位的升降而大幅度的波動(dòng)?？偽灰谱畲蟮狞c(diǎn)是位于自然邊坡傾倒變形區(qū)高程為2 278 m的TP85，其余各點(diǎn)的變形量基本上隨著高程的降低而減小。TPL32的位移傾角在庫水位由1 700 m升至1 840 m期間從-20°急劇減小至-40°，也就是說TPL32在蓄水以后產(chǎn)生了上抬的變形。TPL23和TPL15豎直方向的位移在蓄水之后也由沉降轉(zhuǎn)為抬升，而其余各點(diǎn)豎直方向上的位移始終以沉降為主。

4.2 深部變形監(jiān)測(cè)

左岸PD42平洞（即外支主洞的PD42S1和內(nèi)向上支洞的PD42S2，本文統(tǒng)一稱為PD42）位于左岸開挖邊坡橫Ⅴ-Ⅴ勘探線高程1 930 m處，處在錦屏水電站一級(jí)大壩下游邊坡上，平洞全長約255 m。位移測(cè)點(diǎn)共19個(gè)，以洞底部的標(biāo)點(diǎn)PD42-20為工作基點(diǎn)開展觀測(cè)工作。PD42各測(cè)點(diǎn)水平位移變化曲線見圖14。

從開始蓄水至今，左岸平洞PD42累計(jì)水平位移達(dá)24 mm，其中上支洞的變形為23 mm，下支洞在蓄水后變形趨于收斂。PD42主要穿過煌斑巖脈X和斷層f42-9這兩個(gè)控制性結(jié)構(gòu)面，洞段0+35（PD42-3）—0+65（PD42-4）蓄水后的累計(jì)變形量為21 mm，而該測(cè)段也是PD42水平位移最大的測(cè)段。從位移變化曲線可以看出，在施工期PD42的水平位移基本保持平穩(wěn)增加的態(tài)勢(shì)，開始蓄水后整體變形速率有所增大。在首蓄期庫水位從1 840 m降至1 800 m和初蓄期庫水位從1 880 m降至1 800 m期間，位移出現(xiàn)了小幅度躍升，形成了一個(gè)臺(tái)階，進(jìn)入運(yùn)行期后位移速率較之前有所減小，水平位移以較低的速率緩慢增大，但是仍然沒有收斂的趨勢(shì)。造成PD42水平位移“躍升”現(xiàn)象的原因與PD44是一樣的，只是PD42較PD44處于下游側(cè)受庫水位升降的影響沒有PD44那么顯著。

5 變形機(jī)制分析

通過上述對(duì)左岸邊坡布置的兩個(gè)關(guān)鍵監(jiān)測(cè)剖面表觀與深部變形的綜合分析，再結(jié)合左岸邊坡自身地質(zhì)結(jié)構(gòu)條件可以得知，左岸邊坡的持續(xù)變形總體上屬于在蓄水條件與工程結(jié)構(gòu)荷載下產(chǎn)生，并受坡體“反傾層狀結(jié)構(gòu)+深部裂縫+外傾主控結(jié)構(gòu)面分割”的地質(zhì)結(jié)構(gòu)控制的一種新常態(tài)的變形調(diào)整。結(jié)合典型剖面變形的調(diào)整特點(diǎn)來看，其變形調(diào)整的概念模式可概括為“上部持續(xù)傾倒—深部張裂—表部鎖固體松弛—下部與壩體協(xié)調(diào)”的綜合變形機(jī)制。

整體上，左岸邊坡最高級(jí)次的坡體結(jié)構(gòu)為反傾層狀結(jié)構(gòu)。而從巖性組成來看，左岸邊坡砂板巖區(qū)屬于硬質(zhì)巖夾軟質(zhì)巖組合，以各層變質(zhì)石英砂巖間夾板巖為主，其下伏大理巖體相對(duì)較硬，應(yīng)屬于硬質(zhì)巖組合。由此可見，左岸邊坡在砂板巖區(qū)的傾倒變形問題顯然更為突出，大理巖區(qū)或厚層的變質(zhì)砂巖特別發(fā)育的部位，其新形成傾倒變形條件應(yīng)處于弱勢(shì)。而屬于砂板巖區(qū)的高位自然邊坡，其淺部的卸荷改造作用也為傾倒變形體的發(fā)育和持續(xù)變形提供了有利的條件。特別是在開挖線附近高程1 990 m以上巖體普遍存在傾倒拉裂變形現(xiàn)象，該區(qū)域的巖體較為松弛和破碎。開口線以上自然邊坡監(jiān)測(cè)點(diǎn)的總位移以及垂直方向位移分量均大于人工開挖支護(hù)邊坡的監(jiān)測(cè)點(diǎn)，并且監(jiān)測(cè)點(diǎn)的位移隨著高程的增加而增大，其變形特征符合傾倒變形體的變形特征。蓄水以后下方坡體的變形調(diào)整會(huì)通過這類具有特殊反傾層狀巖體結(jié)構(gòu)對(duì)上方的傾倒變形造成“向上累積”效應(yīng)。自然狀態(tài)下，在軟硬互層狀反傾邊坡的彎曲拉裂過程中，相對(duì)下方硬巖不同的結(jié)構(gòu)特征，軟硬互層巖體所經(jīng)歷的表生改造作用程度則決定了傾倒變形的發(fā)育深度。在工程擾動(dòng)邊坡上，下方的壓縮、傾倒等調(diào)整或側(cè)向的開挖卸荷回彈等變形擾動(dòng)為上方巖體的進(jìn)一步傾倒變形提供了有利空間，而且使變形往上方累積傳遞。也就是說，只要下方的工程擾動(dòng)不停止，這種向上累積效應(yīng)也就難以自動(dòng)終止。這是反傾層狀結(jié)構(gòu)的傾倒變形自組織效應(yīng)的體現(xiàn)，也就解釋了上部傾倒變形在庫水位動(dòng)態(tài)變化情況下不顯示出周期性響應(yīng)的原因。但是庫水作用邊坡的長期擾動(dòng)會(huì)導(dǎo)致左岸邊坡高位傾倒變形體發(fā)生不可逆的持續(xù)變形[12]。

從PD44和PD42的石墨桿位移計(jì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)得知，坡體深部變形主要集中在f42-9斷層、深拉裂縫以及煌斑巖脈等軟弱結(jié)構(gòu)面所在的區(qū)域，變形以水平方向?yàn)橹鳎Q直方向的變形并不明顯。由此可以看出左岸邊坡的整體變形還受到主控結(jié)構(gòu)面以及深拉裂縫的控制。深部變形對(duì)于蓄水的響應(yīng)是較為明顯的，蓄水之后坡體內(nèi)部的飽和區(qū)域逐漸擴(kuò)大，孔隙水壓力逐漸增大，軟弱結(jié)構(gòu)面會(huì)有一定的松弛及力學(xué)性質(zhì)的降低，使得坡體深部變形速率有所增大。特別是在首蓄期與初蓄期庫水位降低的情況下，軟弱結(jié)構(gòu)面所在的區(qū)域水平位移進(jìn)一步增大，導(dǎo)致這種變形現(xiàn)象的原因是坡體內(nèi)部滲透系數(shù)較小，坡體內(nèi)部的水無法及時(shí)排出，從而形成一個(gè)向外的滲透壓力，而后運(yùn)行期坡體內(nèi)部逐漸適應(yīng)了庫水位升降的影響，深部變形速率有所降低。從兩個(gè)監(jiān)測(cè)剖面與主控結(jié)構(gòu)面相關(guān)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)來看，左岸邊坡并未發(fā)生以斷層f42-9為底滑面以及煌斑巖脈X為后緣邊界的整體性大規(guī)?；?，只是在結(jié)構(gòu)面附近產(chǎn)生小幅度的拉裂松弛變形。f42-9斷層目前已淡化了自身的底滑面角色，起到了變形底界的分隔作用，即f42-9斷層內(nèi)側(cè)的深部監(jiān)測(cè)顯示變形很弱。f42-9斷層上盤深部裂縫區(qū)的持續(xù)拉張變形與大塊體沿f42-9斷層為典型代表的EW向小斷層的左旋回彈相聯(lián)系（滑移潛勢(shì)已受限制），而且強(qiáng)支護(hù)的群錨效應(yīng)明顯強(qiáng)化、深化了這種作用。

開口線以下人工開挖支護(hù)邊坡表觀點(diǎn)的變形以水平方向的位移為主，并且位移均集中在相同的范圍內(nèi)，體現(xiàn)出該區(qū)域受巖體開挖卸荷的影響依然從施工期持續(xù)到現(xiàn)在，錨墻鎖固的部分坡體淺表部出現(xiàn)整體性側(cè)向松弛卸荷變形。這是背景地位僅次于傾倒變形和深部變形的顯著變形特征和持續(xù)機(jī)理所在。盡管背景地位上不如傾倒變形普遍（開挖區(qū)+自然坡體普遍存在），但變形的強(qiáng)度在開挖區(qū)更明顯，這在開挖區(qū)的工程邊坡范圍也具有普遍意義。臨近標(biāo)準(zhǔn)蓄水位1 880 m位置處邊坡受庫水位升降波動(dòng)的影響更為明顯，隨著庫水位的不斷上升，庫水對(duì)坡體的浮力逐漸增大，導(dǎo)致該區(qū)域豎直方向的位移由施工期的沉降轉(zhuǎn)為抬升。

位于抗力體邊坡臨近壩頭位置的監(jiān)測(cè)點(diǎn)受蓄水后壩肩推力增加的影響，導(dǎo)致該點(diǎn)的累計(jì)位移遠(yuǎn)小于上游側(cè)相同高程位置處的監(jiān)測(cè)點(diǎn)?？沽w坡體的變形必然受到壩體荷載作用的影響，這是壩頭邊坡既區(qū)別于高高程的工程環(huán)境邊坡又有別于一般意義的庫岸邊坡的特點(diǎn)所在。所謂“下部與壩體協(xié)調(diào)”，一是指邊坡本身的變形對(duì)大壩的加載作用，二是指壩肩推力對(duì)邊坡的作用。這兩方面的協(xié)調(diào)是動(dòng)態(tài)發(fā)展的，可能有利于壩體的應(yīng)力改善，也可能威脅大壩安全。目前來看，抗力體及壩頭邊坡運(yùn)行工況良好，原因在于壩頭主要位于f42-9斷層下盤，變形的關(guān)鍵部位主要集中在其上盤，而壩頭抗力體除表層壩基巖體壓密外，深部無明顯變形。由此可見，下部壩肩邊坡與壩體協(xié)調(diào)目前僅表現(xiàn)為在蓄水過程中推力作用使抗力體邊坡壓密、抬升（垂直向上周期性波動(dòng)）。

6 結(jié) 論

（1）錦屏一級(jí)水電站左岸開口線以上自然邊坡的傾倒變形現(xiàn)象十分普遍，蓄水以后變形保持穩(wěn)定增長的趨勢(shì)尚未收斂。該區(qū)域的持續(xù)變形主要受自身砂巖、板巖軟硬互層的巖性組成與巖體結(jié)構(gòu)以及淺表部卸荷改造作用共同控制，受蓄水影響主要體現(xiàn)在蓄水以后下部坡體變形調(diào)整的“向上累積”效應(yīng)。

（2）左岸邊坡的整體變形還受主控結(jié)構(gòu)面以及深拉裂縫控制。分析監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)得知，左岸邊坡深部變形主要集中在f42-9斷層、深拉裂縫以及煌斑巖脈X所在的區(qū)域，變形以水平方向?yàn)橹?，蓄水變形響?yīng)也較為明顯。深部變形的原因主要是坡體深部裂縫區(qū)的持續(xù)拉張變形，以及斷層f42-9和煌斑巖脈X所體現(xiàn)的非滑移式拉裂松弛變形，而且強(qiáng)支護(hù)的群錨效應(yīng)明顯強(qiáng)化、深化了這種作用。

（3）開口線以下人工開挖支護(hù)邊坡的整體變形以水平方向的位移為主，并且位移具有趨同性，該區(qū)域受巖體開挖卸荷的影響較為明顯，錨墻鎖固的部分坡體淺表部出現(xiàn)整體性側(cè)向松弛卸荷變形。臨近1 880 m高程的邊坡受蓄水以后庫水浮力的增大以及波動(dòng)的影響較為明顯，使得該區(qū)域的變形由沉降轉(zhuǎn)為抬升波動(dòng)。

（4）抗力體坡體的變形主要受壩體荷載作用的影響。“下部與壩體協(xié)調(diào)”作用在目前來看，除壩頭抗力體表層壩基巖體壓密外，深部無明顯變形，具體表現(xiàn)為在蓄水過程中推力作用使抗力體邊坡壓密、抬升（垂直向上周期性波動(dòng)）的特征。

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