应汝萍,李思嘉
(中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司,四川成都 610072)
烂田湾古滑坡体稳定性分析及评价
应汝萍,李思嘉
(中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司,四川成都 610072)
烂田湾古滑坡体位于大渡河大岗山水库库尾段左岸,距大岗山水电站坝址27.5 km。古滑坡体是在长期的重力作用下斜坡变形、岩体卸荷拉裂,在地震诱发时产生滑移—拉裂型破坏而形成。本文通过定性及定量分析,对烂田湾古滑坡体稳定性进行评价。
大岗山;烂田湾;古滑坡体;稳定性
大岗山水电站坝址位于四川省大渡河中游雅安市石棉县,电站枢纽主要由挡水建筑物、泄洪消能建筑物、引水发电建筑物等组成。挡水建筑物采用混凝土双曲拱坝,最大坝高210.00 m,电站正常蓄水位1 130.00 m,电站装机容量2 600 MW。
烂田湾滑坡体位于大渡河大岗山水库库尾段左岸,泸定县得妥乡上游,距大岗山水电站坝址27.5 km。滑坡体平面呈扫帚形,上游侧以1号冲沟为边界,前缘临大渡河,前缘高程约1 060 m,后缘高程1 390 m,长约1 000 m,宽约600 m,最大厚度约220 m,体积约4 000万m3,属于特大型古滑坡(见图1)。
烂田湾滑坡体位于青藏高原东南缘向四川盆地过渡之川西南高山区中部,属于扬子地层区,以岩浆岩和一套发育不全的元古界—中生界的沉积岩为特点。磨西断裂距离烂田湾滑坡体最近约5 km。根据有关研究,磨西断裂为全新世左旋走滑活动性断裂,其断裂活动性具有由北向南逐渐减弱的趋势。大渡河断裂带中段的得妥断裂紧邻烂田湾滑坡体。根据研究,该断裂带成生历史悠久,构造演化过程复杂,主要地质活动期为中更新世及以前。烂田湾区域自1216年以来,有历史记载的最大地震为1786年6月1日康定、泸定磨西间级地震,该次地震震中距离烂田湾滑坡体约25 km,影响烈度为Ⅷ,强烈地震活动主要集中在鲜水河-磨西断裂带上,影响较大的潜在震源区是磨西—康定8级潜在震源区。烂田湾滑坡体一带50年超越概率10%的地震动峰值加速度为0. 2 g,相应的地震基本烈度为Ⅷ度。
烂田湾滑坡位于大渡河左岸,得妥乡上游,大渡河在滑坡体前缘有明显转折,由S2°W转向为S33° W,左岸为凹岸,河水位1 094.9 m。滑坡体长约1 000 m,宽约600 m,面积约0.6 km2,厚度超过170 m,最大厚度约220 m,体积约4 000万m3,滑坡体分布在高程1 060~1 390 m之间,总体上呈“陡缓陡”台阶状形态,其中,前缘最低位于河水位以下,1 160~1 270 m之间坡度约50°;1 270~1 350 m高程为中部平台,坡度约5°~10°;1 350~1 390 m之间亦为缓坡,坡度约20°~30°,地表为崩坡积覆盖。1 390~1 800 m高程后缘斜坡坡度35°~50°,局部60°~70°陡坎,基岩裸露,地形较缓处有崩坡积物分布。烂田湾滑坡体整体呈明显的圈椅状地形,上游侧紧邻一NWW向冲沟,下游侧紧靠一近EW向山梁,坡面植被发育。滑坡体前缘分布Ⅱ、Ⅲ级阶地等冲洪积堆积物,Ⅰ级阶地在得妥索桥下游可见,沿河可见河漫滩、心滩。
烂田湾一带花岗岩与大岗山坝址区为同期侵入岩体,据大岗山勘察研究成果,澄江期花岗岩()因矿物结晶颗粒较粗大,以中粒结构为主,浅表部岩体风化较强,并存在风化蚀变现象,长石类矿物蚀变后常呈高岭土化,黑云母则风化蚀变为绿泥石、蛭石。推测滑坡体后缘1 400 m高程一带强风化水平深度约50 m,弱风化水平深度约150 m。
烂田湾一带花岗岩、砂页岩赋存基岩裂隙水,第四系覆盖层有孔隙潜水分布,接受大气降水补给。钻探揭示,1 270~1 350 m滑坡体中部缓坡地带地下水位埋深约57~69 m;前缘得妥乡一带地下水位埋深约46 m,略高于大渡河水位。基岩裂隙水以泉的形式出露地表,补给第四系松散堆积层孔隙水或直接向大渡河隐伏排泄。在滑坡体后缘约1 520 m高程附近有泉水出露,其流量约34 L/s。
2.1 滑坡体特征
滑坡体堆积厚度大于170.2 m,根据地面调查、勘探揭示可划分为含粉土角砾层、块石层两层:
(2)块石层(delQ32)呈灰色,主要分布于滑坡体表层,厚度一般10~20 m,块石约占90%,呈棱角状,粒径一般0.5~2 m,最大达12 m,成分主要为花岗岩;碎石小于10%。该层结构松散,局部架空。
2.2 滑带特征
根据地表调查及钻探,烂田湾滑坡体未见有细粒土成带发育,滑坡体以粒径较大的碎砾石为主,厚度较大,表明烂田湾古滑坡体有一定的滑动距离,目前所见的堆积体是高高程滑下来的,滑程较远,可能在1 500 m以上的斜坡会有残留滑带。1 390 m高程以下的平台及前缘陡坎均为滑坡堆积区,不具备滑带。
2.3 变形破坏特征
根据现场调查,烂田湾滑坡体后缘及上下游侧被后期的崩坡积物覆盖,前缘被Ⅱ级阶地等冲洪积物覆盖,Ⅱ级阶地保存完好,阶面平坦,说明自Ⅱ级阶地形成以后,滑坡未发生明显的变形破坏。目前,滑坡堆积区范围内未见新的变形现象。
2.4 成因机制
该滑坡发生与其所处复杂的构造环境有密切关系。首先,滑坡体处在近南北向大渡河断裂南段的东盘(下盘),白果湾组(T3bg)砂页岩及大渡河断裂带岩石较软弱,抗冲刷能力差,左岸为凹岸,遭受大渡河和磨西河的冲刷作用强烈,临空条件较好;其次,花岗岩浅表风化卸荷强烈,中倾坡外的裂隙发育,产状为N18°~65°W/SW∠37°~58°,倾角略小于地形坡度,与其它结构面组合,对边坡稳定不利;第三,烂田湾距离区域性活动断裂近,紧邻大渡河断裂,距离磨西断裂最近约5 km,历史地震活跃。可见,在长期的重力作用下斜坡变形、岩体卸荷拉裂,在地震诱发时,形成滑移—拉裂型破坏。
3.1 定性分析
烂田湾古滑坡体形成于晚更新世,后缘及上下游侧被后期的崩坡积物覆盖,前缘被Ⅱ级阶地等冲洪积物覆盖,Ⅱ级阶地保存完好,阶面平坦,未见新的变形迹象,古滑坡体最低高程堆积于大渡河枯期河水位以下30 m,整体稳定。
3.2 定量分析
(1)计算模型。根据各勘探剖面在滑体中的位置及其代表性,选取古滑坡体中部的I-I剖面作为计算模型(见图2)。
图2 烂田湾古滑坡体计算剖面示意
(2)计算采用荷载。计算考虑的荷载主要为滑坡体自重、地下水、大岗山库水位变化产生的荷载及地震荷载。
①滑坡体自重:考虑天然状况及暴雨过后滑体饱水两种情况。
②地下水及大岗山水库水位变化产生的荷载:地下水产生的荷载主要包括静水压力和动水压力;大岗山水库建成蓄水后可能对滑坡体稳定会产生一定影响,因此,计算时考虑水库设计蓄水位1 130 m时的工况。
③地震荷载:地震系数采用0.2 g。
(3)工况组合。针对烂田湾古滑坡体的实际情况,拟采用6种工况对古滑坡体稳定性进行计算,包括:①天然状况;②暴雨条件;③天然+地震;④暴雨+地震;⑤1 130 m水位;⑥1 130 m水位+地震。
(4)评价标准。根据《水电水利工程边坡设计规范》(DL/T5353—2006),考虑到烂田湾古滑坡体位于库尾段,距大岗山水电站坝址27.5 km,距离得妥集镇移民安置区较近,稳定性评价标准按B类Ⅲ级边坡,相应的边坡最小安全系数取下限值(见表1)
(5)计算成果。依照上述的计算方案及参数取值,采用STAB2008等程序对烂田湾滑坡体进行稳定性计算,计算结果见表2。
表1 烂田湾滑坡体稳定性评价安全系数
P642.22
B
1003-9805(2015)04-0062-03
2015-08-15
应汝萍(1963-),女,贵州修文县人,高级工程师,从事水电工程地质勘察工作。