重庆市三峡库区龙宝滑坡体成因及治理研究

徐 卫

由于三峡工程三期蓄水将提前一年,使库区地质灾害治理迫在眉睫。为避免人员伤亡,防止国家和人民财产损失,急需对重庆市万州龙宝镇滑坡体进行评价和治理。龙宝滑坡体长320 m～350 m,滑坡面积21.67×104m2,滑体平均厚25.50 m,滑体体积553×104m3,危害国家和人民财产累计4 945万元。

龙宝下滑体属推移式滑坡,正常情况下滑坡整体稳定性较好,三峡库区蓄水175.0 m后,该滑坡将成为涉水滑坡,受库区蓄水及暴雨因素的影响,滑坡前缘抗滑能力降低,滑坡将整体处于欠稳定状态,需要进行分析和治理。

1 滑坡成因机制分析

滑坡区及周围山坡基岩地层为沙溪庙组地层(J2S),岩层组合具有软硬相间特点,在龙宝滑坡群后缘的基岩山体中岩体裂隙较发育,岩体破碎。基岩中主要发育两组裂隙,一组走向 270°～290°,倾南西,倾角 70°～ 85°,裂隙面平直、长大,张开,无充填或泥质充填,另一组裂隙走向 40°～ 60°,倾北西或南东,倾角 70°～ 80°,裂隙延伸较长,多张开,无充填。坡上基岩风化剥蚀,软岩上部较硬岩体沿这两组裂隙发生重力崩塌堆积,并不断地加载到先前的堆积物后部,先前堆积的崩塌体经温差及雨水风化成土,形成透水性差、强度低的细粒土软弱层;随着崩塌堆积体规模的增大,后缘产生巨大推力,并在外力地质作用(降雨、长寿—遵义基底断面活动、地震)的触发下,使崩塌堆积体剪切软弱面发生整体的滑动,随着河漫滩上滑坡堆积土的不断增加,起到支挡作用,加上后缘陡崖逐渐变矮崩塌堆积物的减少,崩塌堆积体达到了自然平衡,便形成龙宝滑坡雏形。

龙宝滑坡体前缘长期受到河床地表水的冲刷、捣蚀、软化,河床水位降落形成的动水压力作用,以及暴雨下渗软化等作用下导致龙宝滑坡前缘滑动,引起中后部不均匀、不等速滑动,以致形成三个呈高台阶状具有各自明显剪出口的滑坡群。由于当时崩塌堆积体的透水性较强,前缘不断受到河水的不利作用,阻滑作用降低失去平衡,最先引起滑坡区发生不平衡不均匀的推动式蠕滑,形成现状下滑体前缘多个滑坡鼓丘地貌,随着时间的推移,崩塌体风化形成土的完全化,土体透水性极大降低。滑体的不均匀滑动形成平行滑动方向的剪裂缝,在地表水的冲刷下形成现勘查滑坡区的多处冲沟地貌。

2 滑坡影响因素

影响滑坡稳定性的因素主要为内在地质环境因素及外在动力地质作用因素。地质环境因素主要包括坡面坡度、斜坡类型、前缘临空状况、滑坡物质组成及结构特征,滑床、滑体性状及结构等;外在动力地质作用因素主要指地下水作用、后缘加载、降雨强度及过程、大气降水及地表水的入渗状况、人类工程活动及三峡库水位变化等。现分述如下:

1)地形地貌:龙宝滑坡下滑体属滑坡堆积斜坡地貌。斜坡前缘坡度较陡,一般为15°～ 20°,局部大于 20°,坡度大于20 m 以上,中部相对较为平缓,坡角在8°～12°,且分布多级平台及洼地;后缘斜坡与中滑体接壤,斜坡坡角一般为20°～30°,局部大于30°。前缘地形坡高大,容易形成滑坡剪出临空面。2)地表水:滑坡西侧河沟切割至基岩,切割深度约为2 m～8 m;东侧河沟切割深度较深,一般大于10 m,最深可达15 m,沟底均为坡洪积黏性土,中部河沟切割深度较浅。滑坡体表面植被不发育,滑坡体内冲沟发育,有利于地表水的汇集,不利于地表水的排泄。地表水的下渗,已引起滑坡体上多处分布无规律浅层土体蠕滑变形。3)滑坡物质组成:滑体物质主要为粉质黏土,夹块石、碎石透镜体。上部约5 m范围内土体密实程度较差,土体含水量较高,易滑塌。5.0 m以下滑坡土体由于风化岩性的不同,泥岩常风化成土褐红色且质细腻的不透水性土层,而砂岩风化成相对透水层,滑坡物质透水差异性较大的互层土体。4)人类活动:人口、民房较多,水田及水塘约占总面积的30%。表层土多开垦为耕地,植被遭破坏严重,特别在滑坡前缘、侧缘地形坡度较陡、坡面临空,过度开垦,破坏了土体结构,加剧了坡体变形、破坏。5)地表变形:地表变形的严重区主要集中在前缘,表现形式为垂直于滑动方向的张裂缝,由于裂缝没有达到自然隔水作用之前,地表水沿裂缝下渗加剧了滑坡的变形。6)库区水位变化:三峡蓄水至坝前175 m时,滑坡区回水水位为177 m,换算为黄海高程为175.21 m,滑坡前缘坡脚平均高程为169 m～170 m,因此,该滑坡属涉水滑坡。三峡库水的动静水作用、波浪捣蚀和冲刷等将会加剧滑坡的变形。

3 滑坡治理综合分析

1)龙宝滑坡下滑体长240 m～360 m,宽460 m～690 m,前缘阶地高程170 m～171 m,后缘高程 230 m～245 m,滑坡体积约553万m3,属特大型深层土质古滑坡,主滑方向约210°,滑坡现状属于稳定状态。2)三峡水库运行后,通过对滑坡发生库岸再造前后的整体稳定性计算及滑坡前部沿滑体内潜在圆弧面和古滑面滑移稳定性计算,可将滑坡分为4个分区:A区:滑缘发生侵蚀型库岸再造,破坏速度缓慢、面积小,在三峡水库运行时发生库岸再造前后滑坡整体均属稳定状态,故不需治理。B区:滑缘发生侵蚀型库岸再造,破坏速度缓慢、面积小。在三峡水库运行时发生库岸再造前后滑坡整体均属基本稳定状态,安全储备不足,故需治理。C区:滑坡前部发生滑移型库岸再造,破坏速度较快、对滑坡整体稳定性影响大,最大剩余下滑力为516.68 kN/m;在三峡水库运行时发生库岸再造前后滑坡整体由基本稳定演化为不稳定状态,故对滑坡治理的同时应对滑坡整体及滑坡前部潜在滑移区进行治理,避免发生滑坡前部滑动破坏使滑坡整体稳定性大大降低。D区:滑坡前部发生滑移型库岸再造,破坏速度较快,对滑坡整体稳定性影响一般,最大剩余下滑力为833.72 kN/m;在三峡水库运行时发生库岸再造前后滑坡整体均为稳定状态,故主要对滑坡前部潜在滑移区进行治理。3)滑坡区现状地下水贫乏,无统一地下水位,以松散土体孔隙水及基岩裂隙水为主。在长期的暴雨过后,滑坡体0.0 m～5.0 m粉质黏土层中将形成短期的地表水入渗饱水带,具有统一的临时地下水位线。三峡水库蓄水后,弱含水粉质黏土层中将形成统一的地下水位线。4)三峡水库运行后滑坡前缘坡度大于15°以上、坡长大于20 m以上地段发生滑坡前部滑移型库岸再造。

4 治理方案

1)A区:建议格构护坡。2)B区和C区:建议黄海高程170 m～177 m之间采用坡脚堆载反压+浆砌块石护坡。3)D区:建议黄海高程170 m～177 m之间采用切坡+格构填石护坡治理;黄海高程177 m以上采用切坡+植被护坡,并于坡顶设置截水沟;切坡建议分台阶,台阶高度8 m～10 m,台阶之间设宽2.0 m的平台。4)截排水措施:主要采用地表截排水结构。地表截排水结构建议沿滑动周界设置截水沟;排水沟的设置充分考虑采用滑坡区的现有冲沟。

5 结语

对重庆三峡库区龙宝滑坡体的成因进行了分析,给出了各影响因素对龙宝滑坡体的作用机理。通过对滑坡体的治理分析,提出了龙宝滑坡体不同区段的治理方案,为保护三峡水库蓄水后人民生命财产安全提供了保障。

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