摘 要 大渡河猴子岩水电站位于四川省康定县境内的大渡河干流上，水库库尾一带斜坡分布多个古碉，统称为古碉群，已列入国家级重点文物保护区目录。古碉群一带自然斜坡局部出现变形，通过勘探、试验，基本查明了滑坡体的特征，并对滑坡体的稳定性进行了分析评价。猴子岩水电站初拟正常蓄水位1852m，库水淹没滑坡体前缘高约8m，经分析计算，为了保护重点文物，猴子岩水电站最终选定正常蓄水位为1842m。
关键词 猴子岩水电站 古碉群 滑坡体 稳定性评价 正常蓄水位选择
中图分类号：P642 文献标识码：A
1概述
猴子岩水电站系大渡河干流水电规划“三库22级”的第9级电站，上接丹巴电站，下游为长河坝电站。坝址位于四川省康定县孔玉乡，距上游的丹巴县城50km。坝址处水面高程约1690m，拟建正常蓄水位1852m，坝址处壅水高162m，装机容量176万kW。
图1：河流左岸古碉集中的莫落村
从猴子岩坝址到丹巴县城50km河段为水库区，其中距坝址46km处库尾段从河床至海拔3000m分布着巨型的堆积体，在巨型堆积体上，川西高原的丹巴古碉，大部分就分布在这里（图1）。以左岸的莫落村古碉分布最为集中，保存也最为完整。古碉群是藏族先民用河谷斜坡上的片石为材料，修筑的战居两用的高层古石建筑物，其高度一般为30～60m，外形轮廓各异，平面形态有三角形、正方形、五边形、六边形、八角形以及十三角形。目前存留的古碉大都建于元至清代。具有很高的历史价值、科学价值和独特的人文艺术价值。为四川省重点文物保护单位，已列入国家级重点文物保护区目录。
水库蓄水诱发的岸坡和古滑坡失稳一直是水电工程中的重大工程地质问题，猴子岩水库初拟正常蓄水位为1852m，比大渡河天然枯水位高约8m，比天然洪水位高约4m，其对古碉群古迹所处斜坡的稳定和安全是否造成影响，制约了水库正常蓄水位的选定，因此开展对古碉群附近斜坡稳定性现状以及蓄水后稳定性的变化情况的预测研究是十分必要的，本文将着重介绍左岸莫落村堆积体（古碉多坐落其上）的稳定及初拟蓄水位对其的影响。
2区域地质背景
研究区位于金汤弧西翼NW向褶皱束中，场地区处于东方红复向斜内，出露的地层主要为志留系茂县群第四岩组（Smx4）。 变质程度稍深。大致可分为三大层：下部为灰到灰褐色兰晶石榴二云片岩、十字石二云片岩、千枚岩、黑云片岩；中部为灰、银灰色含硅线二云片岩，二云英片岩、千枚岩、夹少量薄层状石英岩；上部为石榴硅线二云片岩、石英二云片岩、条带状大理岩、石英岩、变粒岩等。
研究场地处于巴颜喀拉山地震统计区最南端三角地段，其东为龙门山地震统计区，西南为鲜水河地震统计区，东南为长江中游地震统计区。地震基本烈度为Ⅶ度，区域构造稳定性较差。
3莫洛村堆积体
3.1基本地质条件
该堆积体位双源沟以南，其北边以双源沟为界与查农堆积体相邻，前临大渡河，后靠2200-2300m台地，形如一板斧，面积约0.625km2，是左岸堆积体的主体。该滑坡前沿宽约600m，略向大渡河突出，沿河发育有一级阶地，后缘宽约650m，长约1km，坡体平均坡度20€啊？
根据钻孔勘探揭示，堆积体厚度约70-95m左右，物质组成以黄褐色块碎石土为主，块碎石原岩岩性以近缘的二云片岩为主，堆积体总方量约为4375€？04 m3。在钻孔中均见滑面、滑带，滑带厚1.00-6.22m，为含砾低液限粘土。在滑带土与角砾上见明显擦痕与镜面。结合地表地质调查，表明该堆积体为一古滑坡堆积体。
3.2变形破坏模式及稳定性定性分析
除堆积体前缘以及东南缘局部有浅层局部滑动外，莫洛村滑坡基本上稳定，无整体滑动破裂迹象。可以判断莫洛村滑坡整体基本稳定的证据有如下几点：
（1）莫洛村滑坡前缘为一较大的凸岸，河流在此处掏蚀作用不强，滑坡前缘堆积有面积较大的Ⅰ级阶地，堆积在古滑坡之上。Ⅰ级阶地上部为粘土或者粉质粘土，下部为粗砂和砾石，略具磨圆，形成典型的二元结构。据钻孔揭示，莫洛村古滑坡滑面埋藏在现代河床下20多米。因此，莫洛村古滑坡沿原滑面剪出滑动的可能性极小，莫洛村古滑坡要发生滑动，必须寻找新的滑面；
（2）莫洛村滑坡上分布着古碉群，据文献和碑文记载，这些古碉群大都建于元、明、清年间，距今已有近800多年的历史。大多数藏碉的完整保存表明：至少古碉群始建以来莫洛村古滑坡未曾发生大规模复活。而这期间，莫洛村滑坡在历史上经历暴雨、地震等工况，仍然处于一种基本稳定的状态。
（3）莫洛村滑坡中部的人工引水沟从堆积物顶部到底部流量基本没有变化，加之滑坡上除东南缘冲沟局部陡坡段发育有裂缝外，滑坡上未见裂缝发育，这说明莫洛村滑坡的入渗系数很小，降雨大多以地表水的形式汇入冲沟并最终流入大渡河。降雨对莫洛村滑坡整体稳定性的影响有限。
综上所述，可以判断该古滑坡对原古滑面是稳定的，并且在历史上经历了地震、暴雨等恶劣工况的考验，滑坡整体稳定，具有一定安全裕度。
3.3斜坡稳定性的极限平衡分析
利用刚体极限平衡法对莫洛村滑坡的整体稳定性进行评价，评价结果表明，水库蓄水前，莫洛村滑坡在自然状态下的稳定性系数为1.23～1.27，在暴雨状态下的稳定性系数为1.16～1.18，在地震状态下的稳定性系数为1.09～1.11。这一结果和莫洛村目前的稳定性状态较为吻合。
根据莫洛村滑坡的剖面形态以及水库蓄水的最大变幅，蓄水对莫洛村滑坡的稳定性状态改变很小，主要原因为：
（1）莫洛村堆积体钻孔揭示，莫洛村滑坡的滑带均位于地下水位之下，处于饱水状态，未来即使蓄水后，莫洛村滑坡滑带的状态仍然不会受到影响，力学参数也不会降低。
（2）即使考虑水位壅高的影响，也远远不会使得莫洛村滑坡滑体完全饱和，只可能导致莫洛村滑坡前缘极小的一部分滑体处于饱水状态，加大滑体的重量。同时考虑极端的情况，即水位突降8.6m（1852m蓄水工况），其对滑坡稳定性的影响也远小于我们考虑的暴雨极端情况，即考虑地下水位线与地表线重合的状态。
利用刚体极限平衡计算，按1852m蓄水方案计，水库蓄水后莫洛村滑坡的稳定性系数介于1.08～1.18之间。
3.4莫洛村滑坡变形问题数值模拟
调查中发现了个别倒塌的和倾斜的古碉，多是由于边坡局部的变形和藏碉地基的不均匀沉陷所致。由于莫洛村滑坡上分布着文物珍品藏碉，因此对斜坡变形问题相当敏感，有必要对堆积体由于蓄水引起的变形进行分析。
变形分析的数值模拟采用拉格朗日元法。该法是一种分析非线性大变形的数值方法，这种方法依然遵循连续介质的假设，利用差分格式，按时步积分求解，随着构形的变化不断更新坐标，允许介质有大的变形。由于拉格朗日元法基于动力学方程，采用了动态求解方法，因此能够更好地用于模拟动态问题。
模型边界采用固定两侧水平位移及固定底部的垂直位移的方式（图2）。计算采用静水位进行计算，即采用FLAC3D中的WATER TABLE 命令来模拟。本构关系采用弹塑性本构关系，强度准则采用岩土常用的莫尔——库仑弹塑性屈服准则。
数值模拟采用如下流程：（1）模拟蓄水前天然状态下莫洛村滑坡的应力应变状态；（2）将上一步位移计算结果清除，再将水位升高至1852m，考察蓄水后引起的滑坡位移。
图2：计算模型剖分图
经模拟计算，1852m方案蓄水后引起的滑坡位移增量场如图3，从图上可以看出以下信息：
（1）滑坡的位移增量主要集中在滑坡的前缘、后缘陡坡段以及滑带上。
（2）最大的合成位移量发生在1852m高程附近，其最大位移量值为53.384mm。
图3：1852m方案蓄水后引起的滑坡位移增量场
5结论
（1）莫洛村滑坡为一个早期顺层滑坡，滑坡体厚度总体大于60m，前缘剪出口已位于在现代河床以下约44m，滑坡形成时期为Q3晚期。据此推测，该滑坡已经稳定了相当长时间，并且在历史上已经经受了暴雨及地震作用的考验，现今处于整体稳定。但由于河流冲刷造成前缘临河局部坍塌。
（2）经计算分析，本工程初步选择的1852m蓄水位，与天然洪水位相差不大，对堆积体的整体稳定影响较小。但因堆积体上分布有对变形敏感的文物珍品藏碉，水库蓄水后，将对堆积体变形有不利影响，进而对文物保护有一定不利影响。经对地质条件分析，建议本工程蓄水位选择以不大于天然水位（1843.9m）为宜。依此，本工程最终选定1842m蓄水位。