三峡库区某滑坡特征稳定性分析及治理建议

2011-12-31吴建中廖炎

城市建设理论研究 2011年28期

吴建中廖炎

摘要：陈家沟滑坡规模大，稳定性差，通过地质勘察，对其特征、形成原因、影响因素进行了分析，并选定不同的工况对其稳定性进行了演算，提出了初步的治理建议。

关键词：滑坡特征稳定性治理

三峡库区地处山地峡谷地带，属亚热带季风性气候，山高坡陡，降雨充沛，且时有暴雨发生，在三峡枢纽建成蓄水厚，库区内水位将从以前的海拔几十米提高到175m，且每年均要在145m与175m之间进行周期性调节。岸坡中的大量古滑坡体或在外荷载、库水等环境因素的作用下产生的新滑坡体将受到潜水和长期周期性的流水冲刷、浮力减重、静动水压力、浸泡作用及水位变化产生的动荷载的影响，势必会对三峡水库、库区生产生活环境、交通安全造成一定危害。因此，有必要对岸坡滑体进行特征分析，并进行稳定性评价，提出可行的整治措施。

1.滑坡特征

1.1滑坡规模、形态特征。该滑坡位于奉节梅溪河左岸河口地段，场地高程82m—410m，滑坡平面呈多个扇形叠加的不规则形状，滑体平均厚度53.86m，最厚达到99.35m，分布面积28.50×104㎡,体积约1500×104m3。滑坡体形态保持比较完整，滑体两侧均有冲沟围切，滑坡区地形坡度较大，发育有多级缓坡平台，平均坡度在25°左右，但局部高达50°。

1.2滑体的基本地质结构。由于滑体成因、序次及物质组成的差异使滑体的物质组成具有成层性，自上而下依次为：一.滑体表层土夹碎石层，为粉质粘土夹少量碎块石，厚约0m—6m，分布不连续；二.块石、碎石夹土，为滑体的主要组成部分，厚度不等，最厚可达90m，在整个滑坡中连续分布；三.似基岩层状破碎块体，厚.7.30m—36.23m，分布不连续；四.碎石、碎屑土层，挤压破碎强烈，多具一定的磨圆特征，底部发育滑动带，厚约0.4m—3m。

滑体岩土矿物成分分析显示，其矿物成分以方解石、白云石为主，含量高达60%—80%，其次为水云母、绿泥石、石英等，易溶盐含量较高，由此推断滑体岩土在水的作用下其内部结构以及力学性质均会发生不同程度的改变。

1.3滑床特征。滑体下伏基岩多为泥灰岩、泥质灰岩，少量粘土岩、粉砂岩；该滑坡以顺层滑动为主，滑床形态呈波状起伏，总体上陡下缓。

1.4滑带特征。滑带位于第四系堆积与滑床基岩界面上，是滑坡滑动时滑体物质与滑床强烈揉搓碾磨而成，，原岩成分主要为泥灰岩、泥质灰岩、页岩等；滑带厚度一般0.4m—3m，为含粘性土砾砂、粉砂与粘土等；其矿物成分以方解石为主，含量为60%—65%，其次为水云母，含量13%—18%，因而滑带有一定的膨胀性，遇水后力学性状会有一定降低。

1.5滑坡近期变形特征。该滑坡目前处于基本稳定状态，但由于奉—白公路的开挖，在一些地段形成陡峻地形，且剪出口高悬，滑体局部稳定被破坏，前缘出现了小规模的次级浅层滑动；该滑坡目前只限于小规模的变形解体，无整体复活的迹象，鉴于滑坡体上开挖不断，滑坡体赖以稳定的自然地质条件正不断改变，在三峡水库蓄水后，前缘临江一带具有出现较大规模变形破坏的可能性，在靠近梅溪河一带，其变形破坏可能首先表现为牵引式破坏，进而出现大的变形调整。

2.滑坡影响因素

2.1库水对滑坡的影响。首先是对岩土体具有软化效应，一般岩土体的强度随含水量的增加而降低；其次是地下水静水压力效应，其值，作用方向是沿作用面的法向方向，使得法向压力为，直接降低了软弱面的抗剪强度；再次是地下水的动水压力效应，若地下水存在一定的水力梯度，就会在滑体中产生渗流，形成动水压力，增加沿渗流方向的滑动力。

2.2人类活动。目前滑坡体上的主要建筑物有沿江大道河陈家沟大桥。在工程建设中，对自然环境的影响主要有以下几个方面：一.房屋、道路的修建，改变了滑坡体的自然稳定边坡形态，同时，由于建筑物的加载，加大了滑体的下滑力，对滑坡稳定带来不利影响；二.改变天然地表水、地下水的排泄系统，恶化滑坡稳定条件。

2.3自然因素。山区长时间的暴雨，坡体水流不畅，导致滑体渗透水压力增加，地震等也是导致滑坡发生的诱因之一。

3.滑坡成因分析

该滑坡的成因主要受地形条件、地质条件、构造条件等因素控制：①由于梅溪河、陈家沟的冲刷切割，在滑坡前缘一带形成较大临空面；形成了有利的地形条件；②底部为粘土岩等软岩，上部为泥灰岩等硬岩，形成下软上硬的不利地质结构；③该滑坡位于巴务河向斜北翼近轴部，处于岩层缓倾的顺向坡部位，有滑坡形成的构造条件。

滑坡的发生大致可划分为四个阶段：①夔门被切穿前后，长江与梅溪河交界处构成陡崖，上硬下软结构经长时期塑造，逐渐形成上陡下缓的岸坡形态，坡脚软岩压缩变形，导致上部岩体拉裂变形，并逐渐贯通，在外界不利条件作用下，发生了一次滑坡事件，该滑坡第一次序滑体形成；②随着河床进一步下切，在第一次序滑体前缘再次形成较陡边坡，岸坡岩体由于受多组构造与卸荷裂隙切割，十分破碎，随着新的临空面的出现，产生应力调整，第一次序滑体及其滑床破碎岩体再次启动，第二次序滑坡形成；③夔门被切穿，长江及梅溪河河床迅速下切，形成较前两次更高、陡的岸坡形态，岸坡岩体与前两次滑坡堆积物再次在构造与卸荷裂隙作用下发生剧烈调整，第三次序滑坡（滑坡主体）形成；④河槽进入缓慢下切期，滑坡在临梅溪河与陈家沟方向又形成一系列小规模滑坡。

4.滑坡稳定性分析

4.1计算方法。滑坡的稳定性计算依据二维刚体极限平衡原理，采用剩余推力法计算。假设：在分析滑坡的受力和变形过程中，忽略滑体的内部变形，认为滑体为不可变形的刚体；滑体处于极限强度状态；在考虑安全系数后，滑体在所受各种力作用下处于平衡状态。考虑组合荷载（重力、静水压力、动水压力、地震力、摩擦阻力等）。作用下的计算公式如下：第块的下滑力：

第块的抗滑力：稳定系数：

第块的下滑推力：

式中：Ei-1—作用在i条块上的剩余推力

Ei—I条块的剩余下滑力的反力 Ei-1

—滑面倾角—滑面水压力 Li PWi-1

PW—条块两侧的水压力 PWi+1 Wi αi-1

—粘聚力 Wi—条块自重 Ei Ni

φi—内摩擦角—滑面长度 αi+1 αi Ui 受力图

4.2计算工况

⑴库水位工况：库水位的变化不仅影响滑体重量、滑带土的c、φ值的变化，而且引起滑体内动水压力和静水压力的变化，计算中考虑以下几种变化：

滑体自然状态下+建筑物荷载+地下水位

自重+建筑物荷载+坝前135m正常蓄水位+现状地下水