三峡库区唐家院子滑坡稳定性分析与工程防治

肖炀炎炎　徐光黎　苗园园

（1. 安徽理工大学地球与环境学院，安徽淮南232001；2. 中国地质大学工程学院， 湖北武汉430074；3. 安徽惠洲地下灾害研究设计院，安徽合肥230088）

摘要： 通过对三峡库区唐家院子滑坡的地形地貌、地层岩性、地质构造及水文地质等因素的 深入研究， 采用传递系数法和卡丘金法对该滑坡进行了稳定性分析。结果表明：唐家院 子滑 坡目前整体处于稳定—欠稳定状态，滑坡前缘和中缘的部分区域有滑动过的痕迹，需要在库 区蓄水至175 m之前采取应急防治措施。根据稳定性分析结果，提出了具体 的防治措施。

关键词：滑坡；稳定性；工程防治

中图分类号：TU45文献标识码：A[WT]文章编号：16721098(2008)02000105

Stability Analysis and Engineering Control of Tangjiayuanzi

Landslide in Three睪orge Reservoir

XIAO Yang瞴i XU Guang瞝i MIAO Yuan瞴uan

(1. School of Earth and Environmental Science, Anhui University of Science and T echnology, Huainan Anhui232001, China; 2. School of Engineering, China Univers ity of Geosciences, Wuhan Hubei 430074, China; Anhui Huizhou Institute of Subter ranean Calamity, Hefei Anhui 230088, China) Abstract:With the investigations of topographty and physiognomy, strata litholo gy, geological tectonics and hydrogeology, etc. in Tangjiayuanzi landslide in Th ree睪orge Reservoir, thelandslide stability was analyzed by coefficient tran sm ission and E Γ КаЦУГИН methods. The results showed that Tangjiayuanzi la ndslide is in the situation of stabilization to not enoughstabilization. In th e front and middle parts of the landslide there are traces of sliding. Some prev entive and emergency measures are needed before impoundment level in the reservo ir reaches 175 m. Finally, according to the results of analysis, spec ific prevention measures are put forward.

Key words:landslide; stability; engineering control

唐家院子滑坡是三峡库区三期地质灾害防治工程应急抢险紧急实施项目之一， 目前整体处 于稳定—欠稳定状态， 滑坡前缘和中缘的部分区域有滑动过的痕迹， 一旦失稳破坏可能造 成重大人员伤亡和数以千万计的经济损失。唐家院子滑坡为涉水滑坡，随着三峡工程三期 蓄水时间的临近，该滑波稳定性趋于恶化，严重地威胁库区移民迁建工程的顺利进行。

1滑坡工程地质条件

（1） 地形地貌唐家院子滑坡总体地貌形态为一宽缓坳槽，滑坡后部为一宽缓平台，多改 造为旱地。滑坡地貌明显，后缘呈圈椅状，高程383 m；后壁基岩出露，坡度在 40°左右，与顺向基岩产状基本一致。前缘直抵香溪河河漫滩，宽约250 m。滑 坡前后缘坡度较陡，坡面形态上陡下缓，平均坡度约36°。滑坡北侧、南侧发育冲沟，沟底 基岩出露；滑坡体内发育一条冲沟、凹槽，滑体平均厚度6.9 m，滑坡面积0.12 8 km 滑坡总体积88.4×104m，滑动方向为300 °。

（2） 地层岩性滑坡岩土种类多、变化大、结构复杂，基岩为侏罗系下中统聂家山组（J 12n）厚层、中厚层中细粒长石砂岩、薄层粉细砂岩与紫红色泥岩互层，夹粉砂岩 ，厚层、中厚层砂岩，厚度一般0.3～1.0 m。滑坡体有粘土夹碎块石和块石夹 碎块石土两种。崩坡堆积零星分布在坳槽与较缓的斜坡地段，以碎块石土为主，部分为块石 夹碎石土。

图1滑坡平面图

（3）地质构造该滑坡位于秭归盆地东缘，秭归向斜与黄陵背斜过渡地带，呈单斜构造。 但在滑坡外围及滑床岩体破碎，结构面发育，岩体被4组构造结构面切割，总体地质构造复 杂；从高峡公路施工露头可以发现，岩体节理裂隙非常发育，有大量的剪性X形节理。

（4）水文地质水文地质条件中等，地下水不丰富，泉水出露少，库水位对其影响大。滑 坡区地处香溪河东岸地带，地形坡度28°～42°，地表水径流条件好。大气降水的 大部分经地表冲沟直接汇于香溪河，小部分入渗地下成为地下水，最后排向香溪河。

2滑坡体稳定性分析

2.1计算参数的选取

滑面抗剪参数的选取关系到滑坡稳定性和滑坡推力计算的科学性和可靠性,是滑坡防治工程 中最重要的参数。唐家院子滑坡计算参数（见表1）是根据室内试验和邻区滑坡参数来共同 确定的。

图2传递系数法计算条块图 根据唐家院子滑坡具体的空间形态，稳定性计算选取了三个涉水剖面和一个不涉水剖面进行 ，计算工况及结果见图3、表2所示。

1. 自重+地表荷载+现状139 m水位；2. 自重+地表荷载+水库坝前175 m静水位+非汛期202.3敏感因素分析

滑坡的稳定性受各种内在因素和外部因素的影响，诸如滑坡的形态（坡脚、坡高、坡面的形 态等），滑坡岩土体的物理性质（γ、C、ⅵ摘），地下水、地表水的变化等。若不受 人为因素的扰动或发生失稳，滑坡的稳定主要受滑坡岩土体的力学性质、地下水、地表水以 及后缘加载的影响［2］。本文重点选择了唐家院子滑坡Ⅰ-Ⅰ′剖面滑带土强度影响 因素进行敏感性分析。

首先选用一套基准参数，运用剩余推力法计算出基准条件之下的该剖面滑坡稳定性系数獸 ﹕0，在此基础上变动其中的某一参量，其他参数固定不变，计算出该参量在其变化 范围内变动时滑坡稳定性系数随之变化的结果。最后，根据上述计算结果得出敏感系数其敏感性明显大于獵值。如在C =10kPa、ⅵ摘=20°处，獵每提高1 kPa，稳定系数升高0 .024 3， 敏感系数平均值为22.6%， 而ⅵ摘值每升高1°， 稳定系数提高0.039 8，敏感系数平均值为37.1%， 说明滑带土的内摩擦角对滑坡稳定性影响最大， 是内聚力的1.6 38倍。

2.4塌岸及危害性预测

目前塌岸预测方法［3］有很多，主要的预测方法包括：卡丘金法、佐洛塔廖夫法、 平衡剖面法三种。本文采用卡丘金法对滑坡库岸进行预测。

卡丘金法实质是依据实测的洪、枯水水位变幅带各类岩土岸坡长期稳定坡角，根据几何关系 用图解法求解库岸最终塌岸宽度(见图6)。

图6卡丘金方法预测塌岸图解 卡丘金于1949年提出的库岸最终塌岸预测宽度计算公式

S=N([SX(]A+h璸+h璪[]玹an α[SX)]+[SX(]h璼-h璸[]玹an β[SX)]-[SX(]A+h[] 玹an γ[SX)]p)（5）

式中：玈为最终塌岸宽度，m；玁为与土的类型有关的系数：粘土取1，冰积亚粘土取 0.8，黄土取0.6，砂土取0.5；獳为水位变化幅度，m；玥璸为波浪影响深度，m；设 计低水位以下波浪影响深度一般取1～2倍浪高，浪高取0.5 m时，波浪影响深度 取1 m；玥璪为浪爬高度，m；设计高水位以上浪爬高度可按下式计算

h璪=3.2 K•h•玹an α（6）Иな街校邯獽为岸坡粗糙系数，取0.6；玥为 浪高，m，取0.5 m；玥璼为正常高水位以上岸坡的高度，m；α为水位 变动和波浪影响所涉及范围内，形成均一的磨蚀浅滩坡角，(°)；β为水上岸坡的稳定 坡角，（°）；γ为原岸坡坡角，（°）。

卡丘金法适用于自然岸坡较陡，且由松软均质土体如黄土、砂土、砂质粘土以及粘土等组成 的库岸的塌岸预测。目前，在我国中小型水库塌岸预测中，多采用这种方法。卡丘金法也适 用于大型水库的中、上游地带岸坡［4］。

（1） 塌岸预测参数选取根据该岸坡具体岩性为碎块石土的特点，参考其它库岸预测，参 数选取如表3所示。表3岸坡预测计算参数表

参数水下稳定て陆仟α/(°)碎块石土水上の榷ㄆ陆仟β/(°)强风化 泥岩(砂岩)に上稳定坡角β/(°)原岸坡坡角おγ/(°)浪爬高度お玥 璪/m波浪影响 深度お玥璸/m水位变化幅度お獳/m系数お玁取值152 825250.51191

（2） 塌岸预测结果预测成果如表4所示。Ⅱ-Ⅱ′剖面最终塌岸预测宽度为158 m 。即，滑坡库岸要达到稳定塌岸状态，将会破坏滑体中部的房屋，并波及滑坡中后缘的复建 312省道等。最终塌岸淘蚀唐家院子滑体中前缘，增大临空面，可能诱发滑体再次滑动，造 成更大的经济损失。Ⅲ-Ⅲ′剖面最终塌岸预测宽度为275 m，Ⅳ-Ⅳ′剖面最终 塌岸预测宽度为208 m。即，滑坡库岸要达到稳定状态，将会破坏滑体上部的复 建312省道，中部的居民区民房，以及滑体内大部分柑橘园的正常生产。 因此， 不能任其 塌岸发展， 必须采取有效的防护措施。

表4唐家院子滑坡库岸塌岸预测表

名称剖面号特征库水位（175 m）的塌岸预 测值塌岸预测た矶/m塌岸预测ぷ芸矶/m塌岸最高じ叱/m 滑体Ⅱ-Ⅱ′114.5158210Ⅲ-Ⅲ′220.7275279.8Ⅳ-Ⅳ′1812084402.5综合评价结果

根据上述地质条件和影响因素分析、近期变形破坏调察与稳定性评价计算，对唐家院子滑坡 的稳定性综合评价。

滑体在天然自重状态下，整体处于基本稳定状态，但存在不稳定因素，河流下切造成临空， 前缘阻滑作用被削弱，已经发生多次次级滑坡。滑面呈线性，上部倾角30°～42°，中部28 °～35°，下部30°～40°。滑体在自重作用下具有一定的下滑力，局部发生变形不可避免 。 当三峡水库蓄水至175 m时， 将出现较大规模的变形， 变形主要出现在前 缘坡度较陡的坡面及后缘下错拉裂部位，当出现特殊工况组合（暴雨）时，滑坡整体将失稳 。目前，自重状态下滑坡稳定系数为1.072 3～1.178 3， 滑体整体处于基本稳定状态； 当 库水位从175 m降到145 m且遇到非汛期20年一遇暴雨时， 稳定系 数为1.012 3～1.057 6，滑体整体处于不稳定状态。一旦失稳，后果不堪设想，该滑体必须 进行工程治理。

而三峡水库蓄水，随着水库水位的抬升、运营水位的大幅度变动，容易产生诱发再次滑动， 特别是浅层滑塌不可避免。三峡水库蓄水将淹没滑体的前缘，不断的浪蚀作用掏空坡脚；人 类工程活动的改造、加载作用对滑体的影响很大，存在诸多不稳定因素，容易产生变形滑塌 。

3工程防治

根据唐家院子滑坡特点和工程环境，参照二期三峡库区滑坡治理的成功经验［5］， 综合防治措施分为抗滑支挡、护坡、地表排水及监测预警。

（1） 抗滑支挡复建高峡公路处于高程280～301 m一带，由于 公路的修建，原地形破坏较大，考虑三峡蓄水到156 m之后，复建高峡公路将成 为兴山县对外交通的唯一通道，为确保它的运营安全，在复建高峡公路临坡面一侧布置一排 抗滑桩来支挡公路和其上方滑体的推力，路基边坡外侧局部采用喷砼支护；居民区地形相对 复杂，高程在214～255 m之间变化，在居民区和原简易公路的下方采用抗滑桩 支挡，便道下缘用浆砌石护坡。

（2） 护坡沿唐家院子滑坡复建高峡公路边坡和175 m高程处设置浆砌石挡土墙加上格构锚护坡或混凝土格构锚浆护坡。

（3） 地表 排水沿滑坡周界或内部设置排水沟、截水沟。唐家院子滑坡共设置三排横向截水沟，四条 纵向排水沟。第一排横向截水沟设置在复建高峡公路上方，高程在300～320 m 之间，紧靠下 方的挡土墙护坡，挡土墙附近的截水沟采用矩形截面；第二排横向截水沟设置在居民区，简 易公路的上方，截水沟为梯形截面，高程在225～250 m；第三排横向截水沟设 置在175 m水位线上方，截水沟为梯形截面，高程在175～180 m之 间。沿滑坡周界南、北两侧布置两条纵向排水沟，并在滑体内部布置两条纵向排水沟。这些 截、排水渠道与唐家院子泄洪沟道联成统一的地表排水网络系统。

（4） 建立监测预警系统，提高防灾能力。お

4结语

（1） 唐家院子滑坡防治工程现已竣工，并经受住了初步（水位156 m）考验， 其稳定性评价方法及防治工程设计经验对同类工程有一定的参考价值。

（2） 三峡水库建成并运行后，香溪河最高水位可达175 m，经过库岸再造，滑 体下部发生浸蚀、滑动，阻滑工程能否有效地发挥作用，并达到设计预期效果，还需进一步 做好监测工作。

参考文献：

［1］张玉池，李赋屏，王宗学.谢家湾滑坡稳定性分析及防治对策［J］.矿产与 地质，2004，18（2）：176178.

［2］张庆峰，高大水，熊军.三峡库区马槽岭变形体稳定性分析及治理方案［J］ .湖北地矿，2000，14（3）：4246.

［3］范云冲，张友谊，胡卸文.库岸再造预测方法及其评价［J］.四川水力发电 ，2002，21（4）：6971.

［4］张奇华， 丁秀丽， 张杰. 三峡库区奉节河段库岸蓄水再造研究［J］.岩石 力学与工程学报，2002，2（7）：1 0071 012.

［5］唐辉明，马淑芝，刘佑荣.三峡工程库区巴东县赵树岭滑坡稳定性与防治对 策研究［J］.地球科学——中国地质大学学报，2002，27（5）：621625.

(责任编辑：宋晓梅)