树坪滑坡应急治理效果浅析

聂邦亮, 叶义成, 廖伟杰

(湖北省地质局 水文地质工程地质大队,湖北 荆州 443000)

树坪滑坡应急治理效果浅析

聂邦亮, 叶义成, 廖伟杰

(湖北省地质局 水文地质工程地质大队,湖北 荆州 443000)

介绍树坪滑坡的特征及应急治理工程措施,着重对比阐述应急治理工程实施前后滑坡的变形特征,对应急治理工程取得的效果进行科学评价分析,树坪滑坡的应急治理工程达到了既定治理目标,治理效果显著,对三峡库区涉水大型滑坡的治理有较强借鉴和参考意义。

滑坡;应急治理;效果

树坪滑坡位于湖北省秭归县境内长江干流右岸,为一涉(库)水特大型老滑坡,自2003年三峡水库蓄水以来一直变形不止。该滑坡为“湖北省三峡库区后续地质灾害治理规划”2013年治理项目之一,2012年8—12月,湖北省地质环境总站完成树坪滑坡的勘查及应急治理工程设计,2014年12月树坪滑坡应急治理工程竣工。

1 滑坡空间形态及规模

根据树坪滑坡勘查成果[1],该滑坡为特大型复合滑坡,平面形态呈马鞍形。滑坡东侧以叶儿开沟为界,其后缘边界位于沙黄公路以上的姜家湾一带,后缘呈明显的圈椅状地形,弧顶高程400 m,后缘两侧滑壁高8～15 m、坡度60°～80°;西侧后缘边界位于沙黄公路以上的榨坊一带,呈波浪状弧形延伸的陡坎,滑壁高5～15 m、坡度60°～70°。滑坡西侧以SN走向的龙井沟为界。滑坡北侧前缘位于高程70 m左右(大部分处于库水位下)。滑坡平面形态特征见图1。

树坪滑坡南北纵长约800 m,东西宽约670 m,面积约54.1×104m2,厚10～74 m,总体积约2 070×104m3。

树坪滑坡发育于三叠系中统巴东组(T2b)地层,滑体物质主要由粉质粘土以及滑坡滑动过程中的基岩错动形成的碎裂岩组成,滑带清晰、明显。

从2012年勘查时树坪滑坡的变形特征来看,树坪滑坡的变形区以中部的宽缓冲沟为中轴向东西两侧延伸,包含了滑坡东、西两侧沙黄公路以下的大部区域,变形区横向宽470 m,纵向长580 m,面积0.27 km2。

图1 树坪滑坡工程地质(监测点分布)平面图Fig.1 Engineering geological plane(distribution of monitoring points)of Shuping landslide1.滑坡周界;2.变形区范围;3.削方工程区;4.压脚工程区;5.排水沟工程;6.GPS监测点及编号;7.增补GPS监测点及编号。

图2 树坪滑坡GPS监测点累计位移曲线图Fig.2 Cumulative displacement curve of GPS monitoring points of Shuping landslide

2 应急治理工程

2.1 应急治理工程设计

2.1.1 治理目标、设计工况组合与安全系数

治理目标:树坪滑坡变形区目前的位移速率较快,有可能产生整体滑移变形破坏,需对滑坡实施应急治理,使滑坡的稳定性有所提高,有效减缓滑坡的位移速率,从而防止树坪滑坡在库水退水周期或强降雨期间产生整体变形破坏。

工程级别:根据滑坡的规模、危害程度,确定治理工程等级为Ⅰ级。

应急治理工程设计工况:自重+库水位175～145 m,整体安全系数1.03,上层滑体和潜在滑体安全系数需达到1.10;应急治理工程校核工况:自重+库水位175～145 m+50年一遇暴雨,整体安全系数1.0,上层滑体和潜在滑体安全系数需达到1.05。

2.1.2 治理方案与工程布置

树坪滑坡的应急治理工程总体方案:削方+压脚+地表排水沟。

应急治理工程布置(图1):削方工程主要布置于滑坡中上部(高程336～185 m),分为东西二个工程区(A、B区);压脚工程位于滑坡前缘175 m库水位以下,亦分为东西二个工程区(C、D区),地表排水沟沿滑坡周界布设。

设计主要工程量:削方工程土石方开挖575 774 m3,压脚工程土石方回填373 962 m3,设计5条排水沟总长2 850 m。

2.2 应急治理工程实施情况

树坪滑坡的应急治理工程于2014年8月开工,当年12月完成削方、压脚工程,2015年5月完成地表排水沟工程,当年6月全面竣工。

应急治理工程除局部增加挡土墙、部分排水沟进行调整外,未发生重大工程变更,基本完成了设计工程量,实现了设计意图。

在我国航空材料飞速发展的进程中，金属一直被当做首选材料，其中铝、镁、钛、钢及高温合金等材料占主导地位。

3 应急治理效果分析

树坪滑坡为三峡库区二期地质灾害专业监测点,滑坡变形区主要采用6个GPS监测点进行专业监测(见图2)[2]。树坪滑坡的治理效果主要通过专业监测数据及成果进行对比分析。

3.1 滑坡治理前的变形特征

树坪滑坡为形成年代久远的老滑坡。2003年以前滑坡变形不明显,主要以局部的小型坍滑为主。2003年6月三峡水库开始蓄水以来,一直持续变形不止,迫使滑坡区内25户85名居民全部搬迁。

从2003年6月至2014年12月(削方、压脚工程完成),树坪滑坡有5个GPS监测点多年累积水平位移量为3 718.4～4 975.2 mm,位移量大的监测点主要分布于变形区的中部及前缘,其位移具有同步性。位于变形区上部边界处的ZG87监测点多年累积位移量相对较小。

树坪滑坡GPS监测点2003年以来的累积位移监测曲线如图2,从位移曲线上可以看出,2007年水位蓄至155 m后受三峡库水位的降落变化影响,2007—2014年每年4—8月的位移速率都出现一次加速变形,树坪滑坡呈现波浪式递增曲线的变形特征,位移变形曲线类型表现为阶梯型,这一特征自2009年水位蓄至170 m后表现更为明显。2009—2014年监测点年平均位移量为135.26～538.78 mm。

3.2 滑坡治理后的变形特征

从图2中可看出,自2014年12月削方、压脚工程完成后,2015—2016年树坪滑坡变形区的6个GPS位移均未发生明显变化,监测曲线趋于平直,未出现阶梯型上升的特征。2015年1月—2016年8月底,6个监测点在此期间的累计位移量为44.41～235.25 mm,监测点年平均位移量为22.21～117.63 mm。

3.3 滑坡治理前后的变形对比分析

树坪滑坡从2003年6月三峡库区开始蓄水至2014年12月应急治理实施期间一直持续变形不止,在此期间,树坪滑坡变形区的GPS监测点位移量较大,且位移具有同步性,整体变形特征明显。而自2014年12月削方、压脚工程完成后至今滑坡变形区的监测点均未发生明显位移。

树坪滑坡变形的主要影响因素为三峡库区水位的降落,滑坡治理前后的变形特征须在同一地质环境条件下进行。根据树坪滑坡2009年三峡库区水位蓄至170 m、应急治理工程实施前后的监测统计数据分析(表1),2009—2014年,6个GPS监测点年平均位移量为135.26～538.78 mm,而应急治理工程实施后的2015—2016年年平均位移量为22.21～117.63 mm,治理之后滑坡的年均位移量已显著减小。从表1中可知,ZG87点位移量较治理前并无明显减缓,其原因是由于该点下部原有干砌石挡墙毁坏所致,2015年10月将该点下部的挡墙拆除重建后已无明显位移变形;SP-6点治理后的位移量相对其它监测点偏大,其原因和ZG87点相同,亦为监测点下部的干砌石挡墙变形所致。若剔除ZG87、SP-6两个局部变形较大的监测点,则可看出治理后的年均位移量仅为治理前的4.1%～11.4%,减小幅度为377.99～513.66 mm,表明治理之后滑坡的位移速率已显著趋缓。

表1 树坪滑坡GPS监测点应急治理前后位移量对比表Table 1 Comparison of displacement before and after emergency treatment of GPS monitoring points of Shuping landslide

3.4 滑坡治理效果综合分析

自2003年6月三峡库区开始蓄水以来至应急治理工程实施期间,树坪滑坡变形持续发展,具明显整体变形特征,尤其是2009年水位蓄至170 m后监测曲线表现出的阶梯型突变特征更为明显。而自2014年12月削方、压脚工程完成后至今,剔除两个局部变形较大的监测点后,监测点年均位移量为22.2～59.43 mm,仅为治理前的4.1%～11.4%,月均位移量仅为1.85～4.95 mm,监测曲线趋于平直,未出现阶梯型上升的特征,滑坡已无明显位移变形。

树坪滑坡应急治理工程实施后业已经过2015、2016年二个水文年的检验,通过前述树坪滑坡应急治理工程实施前后的变形对比分析表明,应急治理工程实施之后滑坡已无明显位移变形,库区退水期间滑坡的突变特征消失,说明应急治理工程取得了良好效果,达到了“有效减缓滑坡的位移速率,从而防止树坪滑坡在库水退水周期或强降雨期间产生整体变形破坏”这一治理目标。

4 结语

树坪滑坡规模巨大,工程地质条件及变形机理十分复杂,而树坪滑坡的应急治理工程通过科学的治理工程设计、有限的工程投资达到了既定治理目标,通过二个水文年的检验,治理效果显著。对于规模巨大的滑坡,历来有效治理就是一个难题,树坪滑坡的应急治理工程取得的成功经验,对三峡库区乃至全国其它地区的大型、特大型滑坡的治理极具借鉴和参考意义。

[1] 湖北省地质环境总站.湖北省三峡库区后续地质灾害防治秭归县树坪滑坡应急治理工程设计[R].武汉:湖北省地质环境总站,2013.

[2] 三峡大学土木与建筑学院.三峡库区秭归县地质灾害监测预警工程专业监测月报(2016年8月)[R].宜昌:三峡大学土木与建筑学院,2016.

(责任编辑：于继红)

Analysis on the Effect of Emergency Management of Shuping Landslide

NIE Bangliang, YE Yicheng, LIAO Weijie
(HydrogeologyandEngineeringGeologybrigadeofHubeiGeologicalBureau,Jingzhou,Hubei443000)

The authors introduce the characteristics and emergency treatment measures of Shuping landslide,especially contrast the deformation characteristics of the landslide before and after the emergency treatment project,also evaluate and analyse the effect of emergency treatment measures scientifically.It shows that the emergency treatment project of Shuping landslide has reached the goal of governance,and the effect of the treatment is remarkable,which provides a strong reference and significance for large wading landslide in Three Gorges Reservoir Area.

landslide; emergency management; effect

2016-10-28;改回日期:2016-11-17

聂邦亮(1973-),男,高级工程师,水工环专业,从事水文地质、工程地质勘查及地质灾害勘查、设计工作。E-mail:329414677@qq.com

P642.22

A

1671-1211(2017)02-0170-03

10.16536/j.cnki.issn.1671-1211.2017.02.010

数字出版网址:http://www.cnki.net/kcms/detail/42.1736.X.20170314.0825.018.html 数字出版日期:2017-03-14 08:25