重慶市三峽庫區龍寶滑坡體成因及治理研究

徐 衛

由于三峽工程三期蓄水將提前一年,使庫區地質災害治理迫在眉睫。為避免人員傷亡,防止國家和人民財產損失,急需對重慶市萬州龍寶鎮滑坡體進行評價和治理。龍寶滑坡體長320 m～350 m,滑坡面積21.67×104m2,滑體平均厚25.50 m,滑體體積553×104m3,危害國家和人民財產累計4 945萬元。

龍寶下滑體屬推移式滑坡,正常情況下滑坡整體穩定性較好,三峽庫區蓄水175.0 m后,該滑坡將成為涉水滑坡,受庫區蓄水及暴雨因素的影響,滑坡前緣抗滑能力降低,滑坡將整體處于欠穩定狀態,需要進行分析和治理。

1 滑坡成因機制分析

滑坡區及周圍山坡基巖地層為沙溪廟組地層(J2S),巖層組合具有軟硬相間特點,在龍寶滑坡群后緣的基巖山體中巖體裂隙較發育,巖體破碎。基巖中主要發育兩組裂隙,一組走向 270°～290°,傾南西,傾角 70°～ 85°,裂隙面平直、長大,張開,無充填或泥質充填,另一組裂隙走向 40°～ 60°,傾北西或南東,傾角 70°～ 80°,裂隙延伸較長,多張開,無充填。坡上基巖風化剝蝕,軟巖上部較硬巖體沿這兩組裂隙發生重力崩塌堆積,并不斷地加載到先前的堆積物后部,先前堆積的崩塌體經溫差及雨水風化成土,形成透水性差、強度低的細粒土軟弱層;隨著崩塌堆積體規模的增大,后緣產生巨大推力,并在外力地質作用(降雨、長壽—遵義基底斷面活動、地震)的觸發下,使崩塌堆積體剪切軟弱面發生整體的滑動,隨著河漫灘上滑坡堆積土的不斷增加,起到支擋作用,加上后緣陡崖逐漸變矮崩塌堆積物的減少,崩塌堆積體達到了自然平衡,便形成龍寶滑坡雛形。

龍寶滑坡體前緣長期受到河床地表水的沖刷、搗蝕、軟化,河床水位降落形成的動水壓力作用,以及暴雨下滲軟化等作用下導致龍寶滑坡前緣滑動,引起中后部不均勻、不等速滑動,以致形成三個呈高臺階狀具有各自明顯剪出口的滑坡群。由于當時崩塌堆積體的透水性較強,前緣不斷受到河水的不利作用,阻滑作用降低失去平衡,最先引起滑坡區發生不平衡不均勻的推動式蠕滑,形成現狀下滑體前緣多個滑坡鼓丘地貌,隨著時間的推移,崩塌體風化形成土的完全化,土體透水性極大降低。滑體的不均勻滑動形成平行滑動方向的剪裂縫,在地表水的沖刷下形成現勘查滑坡區的多處沖溝地貌。

2 滑坡影響因素

影響滑坡穩定性的因素主要為內在地質環境因素及外在動力地質作用因素。地質環境因素主要包括坡面坡度、斜坡類型、前緣臨空狀況、滑坡物質組成及結構特征,滑床、滑體性狀及結構等;外在動力地質作用因素主要指地下水作用、后緣加載、降雨強度及過程、大氣降水及地表水的入滲狀況、人類工程活動及三峽庫水位變化等。現分述如下:

1)地形地貌:龍寶滑坡下滑體屬滑坡堆積斜坡地貌。斜坡前緣坡度較陡,一般為15°～ 20°,局部大于 20°,坡度大于20 m 以上,中部相對較為平緩,坡角在8°～12°,且分布多級平臺及洼地;后緣斜坡與中滑體接壤,斜坡坡角一般為20°～30°,局部大于30°。前緣地形坡高大,容易形成滑坡剪出臨空面。2)地表水:滑坡西側河溝切割至基巖,切割深度約為2 m～8 m;東側河溝切割深度較深,一般大于10 m,最深可達15 m,溝底均為坡洪積黏性土,中部河溝切割深度較淺。滑坡體表面植被不發育,滑坡體內沖溝發育,有利于地表水的匯集,不利于地表水的排泄。地表水的下滲,已引起滑坡體上多處分布無規律淺層土體蠕滑變形。3)滑坡物質組成:滑體物質主要為粉質黏土,夾塊石、碎石透鏡體。上部約5 m范圍內土體密實程度較差,土體含水量較高,易滑塌。5.0 m以下滑坡土體由于風化巖性的不同,泥巖常風化成土褐紅色且質細膩的不透水性土層,而砂巖風化成相對透水層,滑坡物質透水差異性較大的互層土體。4)人類活動:人口、民房較多,水田及水塘約占總面積的30%。表層土多開墾為耕地,植被遭破壞嚴重,特別在滑坡前緣、側緣地形坡度較陡、坡面臨空,過度開墾,破壞了土體結構,加劇了坡體變形、破壞。5)地表變形:地表變形的嚴重區主要集中在前緣,表現形式為垂直于滑動方向的張裂縫,由于裂縫沒有達到自然隔水作用之前,地表水沿裂縫下滲加劇了滑坡的變形。6)庫區水位變化:三峽蓄水至壩前175 m時,滑坡區回水水位為177 m,換算為黃海高程為175.21 m,滑坡前緣坡腳平均高程為169 m～170 m,因此,該滑坡屬涉水滑坡。三峽庫水的動靜水作用、波浪搗蝕和沖刷等將會加劇滑坡的變形。

3 滑坡治理綜合分析

1)龍寶滑坡下滑體長240 m～360 m,寬460 m～690 m,前緣階地高程170 m～171 m,后緣高程 230 m～245 m,滑坡體積約553萬m3,屬特大型深層土質古滑坡,主滑方向約210°,滑坡現狀屬于穩定狀態。2)三峽水庫運行后,通過對滑坡發生庫岸再造前后的整體穩定性計算及滑坡前部沿滑體內潛在圓弧面和古滑面滑移穩定性計算,可將滑坡分為4個分區:A區:滑緣發生侵蝕型庫岸再造,破壞速度緩慢、面積小,在三峽水庫運行時發生庫岸再造前后滑坡整體均屬穩定狀態,故不需治理。B區:滑緣發生侵蝕型庫岸再造,破壞速度緩慢、面積小。在三峽水庫運行時發生庫岸再造前后滑坡整體均屬基本穩定狀態,安全儲備不足,故需治理。C區:滑坡前部發生滑移型庫岸再造,破壞速度較快、對滑坡整體穩定性影響大,最大剩余下滑力為516.68 kN/m;在三峽水庫運行時發生庫岸再造前后滑坡整體由基本穩定演化為不穩定狀態,故對滑坡治理的同時應對滑坡整體及滑坡前部潛在滑移區進行治理,避免發生滑坡前部滑動破壞使滑坡整體穩定性大大降低。D區:滑坡前部發生滑移型庫岸再造,破壞速度較快,對滑坡整體穩定性影響一般,最大剩余下滑力為833.72 kN/m;在三峽水庫運行時發生庫岸再造前后滑坡整體均為穩定狀態,故主要對滑坡前部潛在滑移區進行治理。3)滑坡區現狀地下水貧乏,無統一地下水位,以松散土體孔隙水及基巖裂隙水為主。在長期的暴雨過后,滑坡體0.0 m～5.0 m粉質黏土層中將形成短期的地表水入滲飽水帶,具有統一的臨時地下水位線。三峽水庫蓄水后,弱含水粉質黏土層中將形成統一的地下水位線。4)三峽水庫運行后滑坡前緣坡度大于15°以上、坡長大于20 m以上地段發生滑坡前部滑移型庫岸再造。

4 治理方案

1)A區:建議格構護坡。2)B區和C區:建議黃海高程170 m～177 m之間采用坡腳堆載反壓+漿砌塊石護坡。3)D區:建議黃海高程170 m～177 m之間采用切坡+格構填石護坡治理;黃海高程177 m以上采用切坡+植被護坡,并于坡頂設置截水溝;切坡建議分臺階,臺階高度8 m～10 m,臺階之間設寬2.0 m的平臺。4)截排水措施:主要采用地表截排水結構。地表截排水結構建議沿滑動周界設置截水溝;排水溝的設置充分考慮采用滑坡區的現有沖溝。

5 結語

對重慶三峽庫區龍寶滑坡體的成因進行了分析,給出了各影響因素對龍寶滑坡體的作用機理。通過對滑坡體的治理分析,提出了龍寶滑坡體不同區段的治理方案,為保護三峽水庫蓄水后人民生命財產安全提供了保障。

[1] 陳洪凱,唐紅梅.三峽庫區大型滑坡發育機理[J].重慶師范大學學報(自然科學版),2009,26(4):43-47.

[2] 陳 松,徐光黎,陳國金,等.三峽庫區黃土坡滑坡滑帶工程地質特征研究[J].巖土力學,2009,30(10):304-305.

[3] 袁 敬.三峽庫區童家坪滑坡穩定治理工程探討[J].湖北水力發電,2009(3):30-32.

[4] 易慶林,易 武,尚 敏.三峽庫區某滑坡變形影響因素分析[J].中國水土保持,2009(7):32-34.

[5] 馮棟棟,易萍華.滑坡治理措施淺析[J].山西建筑,2008,34(7):127-128.