实例探析三峡库区滑坡对锚地设计的影响

2019-09-20王海滨陈轩肖玉华

中华建设 2019年9期

王海滨陈轩肖玉华

随着三峡枢纽蓄水，三峡库区航道条件大大提高，带动长江上游航运的快速发展，过闸货运量和船舶数量快速增长，三峡船闸提前19年达到设计通过能力，大量船舶在库区停泊待闸成为常态。基于此，需要在现有近坝待闸锚地的基础上向库区上游水域扩展，建设一定规模的船舶待闸锚地。

一、项目前期工作情况

项目位于长江三峡库区归州水道右岸，由两个区域组成，新建10个靠船锚泊点，每个锚泊点由2个系靠船墩组成。单座系靠船墩采用高桩墩台结构，墩台上部设置4根钢筋混凝土立柱，墩台下部采用9根钻孔灌注桩。为保证选址的安全性、合理性，在工程可行性研究阶段开展选址区域的地质勘察与地灾评估工作。通过地质调绘、地质钻探、原位测试、室内试验等手段对区域地质情况进行评价。

在地质钻探过程中发现部分钻孔位置岩基以下夹有土层，孔深大大超出附近钻孔，判断存在滑坡的隐患。经现场调查及收集的资料分析表明，评估区内地质灾害类型以滑坡为主，经统计，存在楚王井、莲花沱I号、莲花沱Ⅱ号和上石门共四处滑坡位于长江右岸锚地区域附近。工程区位置及滑坡体具体分布见图1。

图1 工程区位置及主要滑坡分布

二、区域工程地质条件

根据库岸滑坡的特点及成因，对工程区的地形地貌、地层岩性、地质构造、水文地质条件进行简要分析。

1.地形地貌

评估区地貌单元为长江三峡侵蚀中低山宽谷地貌，两岸多为低山剥蚀地貌，地形起伏大，呈对称型谷坡，水库蓄水位145m～175m（资用吴淞高程，下同）之间两岸多为裸露的风化岩，无植被；175m高程水库淹没线以上植被茂密。

2.地层岩性及构造

工程区出露地层，主要有侏罗系中统聂家山组（J2n）地层、侏罗系中统上沙溪庙组地层（J2s）、侏罗系中统下沙溪庙组地层（J2x）和侏罗系上统遂宁组地层（J3S）和第四系全新统残（崩）坡积层及人工堆积物。其中，岩性以中至厚层砂岩、泥质粉砂岩为主，夹泥岩或互层，层状结构，砂岩裂隙发育，泥岩易风化，岩质较软，为软硬相间结构。

3.水文地质条件

区域内地表水主要为长江及其支流吒溪河、旧州河，地下水包括主要赋存在沟谷地带的第四系松散堆积物及基岩全风化带中的孔隙水，主要赋存于基岩强风化带的孔隙、裂隙中的孔隙～裂隙水及主要赋存在中等、微风化岩体中的裂隙水。地下水主要受大气降水、岸坡居民生活排放废水和江水、溪水补给，呈动态季节变化。

三、工程区域滑坡典型分析

考虑到莲花沱滑坡Ⅰ号、Ⅱ号处于锚地两处工程区域之间，距离上、下锚泊点较远，张勤丽等在《三峡库区秭归县莲花沱Ⅰ号滑坡稳定性分析》中已对该滑坡进行详细分析，此处仅针对楚王井滑坡和上石门滑坡进行典型分析。

1.滑坡特征

通过地质调绘和地质钻探可知，楚王井滑坡和上石门滑坡具有极高的相似性。两处滑坡平面均呈舌形（见图2、图3），滑坡剖面呈凸形，上陡下缓。其中，楚王井滑坡面积约10×104m2，体积约150×104m3；上石门滑坡面积约3.8×104m2，体积约76×104m3。

图2 楚王井滑坡平面图

图3 上石门滑坡全貌图

2.滑坡成因

三峡库区蓄水后，整个库区的水作用构成和水作用方式都较蓄水前发生了根本性改变。由于库水对库岸滑坡的作用非常复杂，其水文地质、工程地质环境各不相同，库水对其作用也不同。结合楚王井和上石门两处滑坡特点，初步判断如下：

（1）库水对库岸坡体的改造作用。三峡水库运行主要依据《三峡(正常运行期) -葛洲坝水利枢纽梯级调度规程》进行调度，库区水位在145 m～175m之间周期性波动。水位的升降使得位于库水位变化消落带上的坡体前缘岩体处于饱和状态，岩体力学性质降低。受到库水的冲刷、浪蚀和掏蚀作用，产生崩塌、塌滑等破坏变形，进而可能牵引后方边坡变形，致使整体失稳。

（2）库水对库岸坡体岩土性质的影响。三峡水库蓄水后使得部分滑坡坡体长期处于水的浸泡之下，水下岩土体基本处于饱和状态，其物理化学性质受到很大影响。岩土体在库水作用下可能发生软化、泥化，可溶岩遇水发生潜蚀、溶蚀，对某些岩土体可能发生膨胀、崩解。这些可能导致库岸坡体沿滑动面（潜在滑动面）发生变形破坏。

（3）库水对库岸坡体内地下水系统的作用。库岸坡体内的地下水会随着库水位的上升（下降）而上升（下降），但坡体内地下水的升降与库水位相比存在明显的滞后现象。库水位上升时，会对库岸坡体产生托付力，降低坡体的抗滑力，进而影响整体稳定；库水位下降时，由于库水位下降较快，而地下水位的降低存在滞后，因此在坡体内将会形成较大的水力坡度，产生渗流，渗流不仅会带走岩体中的微小颗粒、降低其力学强度，还会对坡体的稳定性造成不利影响。