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蔺河口水电站位于陕西省岚皋县境内的岚河干流上，其枢纽建筑物由100 m高碾压混凝土双曲拱坝、坝身泄洪表孔、泄洪底孔、发电引水系统组成。正常蓄水位512 m，总库容1．47亿m3。引水隧洞及压力管道总长2 940 m。电站总装机容量7．2万kW（3×2．4万kW），位于坝址下游5．5 km处的岚河左岸。
垭口滑坡位于蔺河口水电站库内左岸，距坝上游约300 m，为一大型切层岩质老滑坡。滑坡的部分滑体及周边破碎带岩体位于正常库水位512 m之下。鉴于其工程的特殊性和重要性，认真、细致地做好垭口滑坡稳定性的分析研究，对确保蔺河口水电站的正常运营、水库的正常蓄水选择有重要意义。
1 滑坡的基本特征及成因机制
1．1 滑坡区的地貌形态特征
滑坡发育在志留系下统陡山沟组变质含砾凝灰岩、凝灰岩中，为一大型岩质滑坡。滑坡主体呈SN向展布，长约270 m，中部宽约210 m，面积4．5×104 m2，总体积约180×104 m3，主滑方向NW340°左右，与河道大角度相交（图1）。
地貌形态上表现为一近东西向“马鞍形”脊状山梁，俗称为垭口。平面上呈一“无柄乒乓球拍”状。滑坡后缘区位于垭口滑坡南侧临河岸坡上，出露高程约505～520 m。由于后期侵蚀和改造，滑坡后壁已35°，后缘垭口处近水平。
滑坡所在地段地形明显低于周边地形；前缘向NNE向凸出，将岚河河道向右岸推挤；左右两侧以规模不大的小冲沟为界；为较明显的滑坡堆积地形地貌。
1．2 滑坡堆积体的物质组成与结构特征
滑坡堆积体主要由大小不等的块石、碎石和少量岩屑、岩粉、局部夹粘土等混杂堆积而成，块碎石成分为含砾石凝灰岩和凝灰岩，块石粒径一般为0．5～10 cm，均呈棱角状，结构松散，孔隙大，钻进中易坍孔、掉块和卡钻。堆积体表部为薄层残坡积含碎石亚粘土覆盖，块碎石土的渗透系数为6～10 m／d，天然密度为2．50 g／cm3，饱和密度为2．60 g／cm3。
滑坡堆积体中具上层滞水带，水位高于河水位，滑坡前缘有下降泉出露，流量小于0．4 L／s，排泄于河流。
1．3 滑坡的边界条件
滑坡后缘以F9断层为界，其分布高程范围为505～510 m，产状NW280°～290°NE∠35°～45°，断层带主要为糜棱岩、角砾岩、片状岩、碎裂岩等，挤压紧密，一般呈干燥状态，可见不同规模的泥质条带。其上、下盘面均有强烈挤压形成的光滑镜面，遇水时组成物易软化，沿夹泥镜面塌落，且镜面上发育擦痕。
滑坡底滑面主要受F9断层和NEE组缓倾角裂隙控制，产状NW285°～NE80°NE（NW）∠20°～22°，由钻孔资料揭露，其底滑面残留物质为1～2 m不等的灰色泥质物，并夹杂褐红色铁质物，湿水后能搓成2～3 mm的土条。该带下部岩体较破碎，片理平缓，为滑动挤压影响带。
滑坡下游侧边界（向W方向）主要受F10断层和近SN向裂隙控制，F10断层产状NW322°～342°NE∠64°～75°，破碎带宽0．5～0．6 m，充填岩块、岩屑等，呈灰绿色、灰褐色，松散无胶结。其上盘岩石块体表面均有奶白色的钙质薄膜，发育不规则的擦痕。
滑坡上游侧边界（向E方向）则主要受NNW向裂隙及层面控制，层面大致产状NW315°～340°NE（SW）∠65°～80°，宽度0．2～2 cm，局部5 cm，少量岩屑、岩粉，面平直光滑，延伸长约5～8 m。
滑坡前缘被河流冲积砂砾石层覆盖，根据导流洞施工揭露资料分析，前缘剪出口受NW组缓倾角结构面控制，其分布高程约为407～415 m。其产状大致为NW310°～320°NE∠10°～25°，宽度0．1～0．3 cm，局部1～3 cm，充填岩屑、岩粉、片状岩及泥质，泥最厚可达3 cm左右，面平直光滑，延伸长度3～5 m不等。
1．4 滑坡成因机制浅析
滑坡成因机制初步分析是：垭口地段原为一EW向山脊，受F9、F10断层和陡倾层面等地质构造的作用，沿F9断层上盘产生了以蠕滑为主的挤压变形，形成变形体，变形体范围参见图1。最后在某种诱发因素作用下（如暴雨）底部以F9断层为主，辅以NW组缓倾角裂隙、侧缘沿F10断层、SN向高倾角裂隙、NNW组裂隙及层面发生滑坡。
2 滑坡滑带强度参数取值
滑带强度参数取值主要以导流洞施工揭露的F9断层试验资料为基础，通过反分析法复核强度参数，并考虑滑带土在饱水状态下物理力学性质发生恶化，合理给定在饱水状态下的强度参数。
2．1 滑带土室内原状样直剪试验成果分析
取F9断层带中泥质含量较高、工程性状较差的原状样进行了室内物理性质试验及直剪试验。其试验成果见表1和表2。
由表1可以看出，控制滑坡底滑面的F9断层泥的含水量与塑限含水量比较接近，试验成果表明断层泥呈塑态，有2方面原因：一方面在于导流洞开挖后洞壁围岩有一卸荷松弛过程，另外F9断层具有上层滞水。但干密度却接近2．0 g／cm3，孔隙比较低，这又表明断层泥在上覆荷载作用下有一定的压密过程，虽然断层泥定名为粉质粘土，但强度和变形特征却又明显区别于一般的粘土或粘性土。因此，试验获得的强度参数却还是较高的（参见表2）。
2．2 根据反分析法复核滑带土强度参数
为了检验试验成果用于滑坡稳定性计算中的可靠性，用反分析法反演获得滑带土强度参数与试验成果相对比来验证。反演滑带土强度参数主要考虑2种情况：①由于本区属于陕南多雨区，造成滑坡失稳下滑的主要因素是暴雨，反分析中先按暴雨季节考虑，其中，滑面参数c取0．0 MPa，稳定性系数按水电规范取0．90，反演暴雨饱和滑带的摩擦系数f；②在天然情况下，滑面参数c取0．01 MPa，根据现场调查滑坡目前处于稳定，滑坡稳定性系数按水电规范取1．20，反演天然状态下滑带的摩擦系数f。上述2种情况，滑坡前缘地形均不考虑现今河床地形，前缘滑面按地质剖面位置确定，滑面参数取同一参数，滑体饱和容重取2．60 g／cm3，滑体天然容重取2．50 g／cm3。
按照上述思路反演获得滑带土的强度参数为：饱和情况f＝0．35，试验值为f＝0．32；天然情况f＝0．385，试验值为f＝0．40。对比试验成果，可以看出按照试验成果给定的饱和强度参数和天然强度参数与反演获得的成果值是比较接近的，这说明了试验成果的可靠性。
2．3 滑带土的强度参数取值
按上述成果，滑带土的摩擦系数按试验获得的值乘以系数0．80或1．0作为饱水状态下滑带土的强度参数。滑带土的内聚力选取，天然状态下以试验的平均值作为基础，饱水状态下的内聚力按其它工程类比后取0．0025 MPa。
前缘剪出口滑带主要由碎石土和河流冲积砂卵所作的饱和条件下的试验资料类比给定。
按照前述取值思路，最终给定垭口滑坡体及滑带土的强度参数建议值见表3。
3 滑坡体地下水位分布特征
准确掌握了解现今滑坡地下水分布特征，以及在普降暴雨和水库蓄水条件下地下水的变化规律，是合理评价滑坡稳定性的前提之一。
3．1 滑坡堆积体中地下水位的分布特征
滑坡区天然状态下地下水位的分布特征，据60年代及90年代的钻孔资料揭露，纵向上的分布高程有如下特点：滑坡后缘地下水位459．27～466．32m，中部约为453．12 m左右，前缘为432．35 m左右，以垭口作为分水岭，向两边排泄于岚河。横向上其滑坡堆积体内地下水位比周边基岩中的地下水深得多。滑坡区钻孔揭示地下水位资料详见表4。
 3．2 模拟滑坡体地下水分布的水文地质边界条件及参数取值
依据现有的地下水位观测资料，做一些简化假设，借用一种基于有限差分原理的地下水数值模拟软件—3D－Modflow来研究地下水位分布，可以掌握地下水的分布特征和规律，从而为稳定性计算中滑体的孔隙水压提供较为可靠的依据。
（1）模型的建立
依据滑坡地质体的结构特征及渗透性的差别，将模型分滑坡体、滑带及影响带和滑床基岩3大层。模型的水文地质边界条件分3种情况计算地下水分布：①一般情况下，所计算区域处于天然状态，考虑年平均降雨量，并以现有的钻孔资料作为校核地下水位计算结果的标准；②考虑较不利工程稳定的情况，即普降暴雨导致地下水位迅速抬高，由此产生很高的孔隙水压力，可能会危及滑坡的稳定，地下水计算时所涉及的参数要以情况①为基础；③水库蓄水至正常蓄水位512 m，地下水位会出现大幅抬升，计算中雨强按天然状态的标准考虑。
上述计算中所涉及的河水位和库水位及已知的钻孔水位都作为定水头边界，其余是可作变水头单元。另外根据主地质剖面图（图2）确定每一层的顶面高程及底面高程。
（2）模型的参数取值
依据滑坡区钻孔压水试验成果，参照岩土工程勘察规范，类比其他工程取值。对于滑坡体，因较破碎且透水性好，渗透系数取6～10 m／d，滑带以下一定影响带（以剖面图上滑带下部附近风化带为准）透水性次之，取1 m／d，而深部基岩透水性甚微，取0．1m／d。雨强依据本区多年来的降雨资料，分2种情况取值：天然状态下取3 mm／d，普降暴雨情况下取50mm／d。
3．3 不同环境下地下水的分布特征
给定模型中的定水头，以及变水头单元的初始水头，进行稳定流计算，获得不同环境下地下水的分布状况见图3。
经过分析及模型计算，较准确地反映出了滑坡在不同情况下地下水的分布特征。由图3可以看出，天然状态下其地下水分布规律与目前勘探资料所揭露的地下水分布基本相吻合，而普降暴雨和水库蓄水后其地下水位曲线均有不同程度的抬升，滑面基本全位于地下水位以下。
4 滑坡稳定性计算及评价
通过极限平衡推力传递系数法（潘家铮法）和萨尔玛法（Sarma）计算获得现今情况下以及普降暴雨和水库蓄水条件下滑坡的稳定状况。选用主滑剖面（图2）来作为稳定性计算剖面。
4．1 不平衡推力传递系数法计算结果分析
按照潘家铮院士的不平衡推力传递系数法计算的滑坡主滑面不同环境下稳定性结果见表5。
从计算成果可以看出，按水利水电边坡地质勘察技术规定中的如下规定：
Kc=1.10～1.30 稳定滑坡；
Kc=1.05～＜1.10 基本稳定滑坡；
Kc=1.00～＜1.02 次稳定滑坡；
Kc～＜1.00 不稳定滑坡；
如取Kc=1.20为评价稳定的标准，结果表明，在现今条件下，垭口滑坡是处于稳定的；未来水库蓄水后滑坡也是较为稳定的；但在普降暴雨条件下尚处于次稳定的情况。总体分析，滑体比较稳定或稳定性较好，符合滑体的变形特征。
4.2 萨尔玛法计算分析
萨尔玛法对滑坡稳定性计算结果见表6。
按萨尔玛法计算，滑坡在天然状态、普降暴雨和水库蓄水情况均处于稳定状态。对比潘家铮法计算结果，除普降暴雨情况下有所差异外，2种方法结果是一致的。
4．3 滑坡稳定性评价
综上分析成果，可以明显的看出，无论是在天然状态下，还是在普降暴雨及水库蓄水后，其稳定系数K值均在1．05＜K≤1．10区间以内或以上，为比较稳定或稳定性较好的滑坡。但在普降暴雨期间其稳定系数偏低，有失稳下滑的可能性。
目前，滑坡体上已有学校和居民居住，通过对地表变形迹象、滑体上的房屋开裂等调查，并访问当地老乡，证明该滑坡在暴雨作用下除浅表部松散体有规模较小的土层滑动外，在天然状态下滑坡并未出 现沿深部滑带滑动变形的迹象，现今条件下该滑坡亦处于稳定状态。
5 结 论
通过对垭口滑坡稳定性的定量研究，可以较为准确地对垭口滑坡的稳定性进行评价，从本次研究成果来看，垭口滑坡在天然情况下处于稳定状态，在水库未来蓄水至正常蓄水位512 m时也基本处于稳定，但在普降暴雨的特殊情况下不排除垭口滑坡失稳下滑的可能性，因此，需对垭口滑坡采取工程处理措施。
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