三峡库区三期地质灾害防治工程

唐付岭 赵元伟 张照秀

摘 要：滑坡灾害是三峡库区重大的地质灾害之一。给移民工程建设带来很多不利的影响。奉节县陈家包滑坡是三峡库区三期蓄水进行的II类应急勘察项目，人类工程活动施工加剧了滑坡的活动。滑坡经分析计算，推荐对其进行治理。治理措施包括整体支挡工程、反压工程、局部支挡工程、排水工程、坡面整治绿化等。为本地区的工程建设提供了指导意义，也为同类地区滑坡的成因治理提供了借鉴意义。

关键词：三峡库区；滑坡；成因分析；治理措施

中图分类号： TV62文献标识码：A

奉节县陈家包滑坡位于重庆市奉节县新县城鱼腹开发区的长江北岸，现已建有大量房屋，新建的沿江大道从滑坡前缘穿过。该路段为一古滑坡体[4]。为了查明滑坡区工程地质条件，确定滑坡规模、滑坡影响范围、滑体厚度及滑动面特征，以便提出合理的治理措施，勘察中采用了地质钻探、浅层地震勘探、平洞及井勘探、声波测试、钻孔测斜等多种手段[1]。勘察期间曾多次聘请国内有关知名专家到现场实地研究并指导工作[7]。

1滑坡区环境地质条件

1．1地形地貌

滑坡区位于长江北岸岸坡上[4]，属构造-浅中切割低山河谷岸坡地貌，地形北高南低，斜坡大致顺东西向展布，倾向长江。场区地形上部及下部较陡，中部较缓，其中320m高程以上斜坡坡度18～25o，280m～320m高程斜坡坡度10~15°，280m高程以下斜坡坡度27~35°。因削坡填方等人类工程活动的影响，现原始地貌已有较大改观[4]。横贯全区修建的沿江大道和鱼腹路，路面高程从181至320m，沿公路及新建房屋形成了高10~40m的人工高陡边坡，缓坡段被整平成为房建场地。其中沿江大道内侧至高程280m为陡斜坡，在区内两侧及中部发育三条冲沟，冲够断面呈“V”形，切割深度5~15m，纵坡15~32%，为降水及生活废水的主要排泄通道[4]。

1．2地层岩性

滑坡区内仅出露三叠系中统巴东组（T2b）第二、三段[4]。第二段（T2b2）主要在在滑坡前缘沿江大道内侧边坡出露，岩性为紫红色为主的杂色粉砂岩和泥岩，局部夹薄层灰、灰黄色泥质灰岩及泥灰岩。该层厚度100～241m。第三段（T2b3）位于第二段之上，主要在滑坡前缘沿江大道内侧边坡、林家包以北及西侧冲沟内有出露，岩性下部为灰、深灰、灰黄色中厚层~薄层灰岩、泥灰岩，夹少量钙质泥岩；中部为中薄层灰、灰黄、灰绿色泥质灰岩及钙质泥岩；上部为灰色薄层~中厚层灰岩、泥质灰岩及泥灰岩。该层厚度350m左右[4]。

1．3地质构造

滑坡区构造上位于巴务河向斜南西翘起端[4]，岩层走向总体呈北东向，倾角7～32°。新构造运动在场区及周边地区表现为大面积不均匀性抬升，无区域性断层通过[4]。

1．4岩土构成

1．4．1滑坡堆积体(Q )

滑坡堆积土层（Q4del）：由灰岩、泥灰岩岩块构成的块碎石土及粘性土夹碎石组成，厚12～40m。分布于滑坡区内[4]。

崩坡积土层（Q4col+dl）：岩性以块碎石土为主，主要为灰岩、泥灰岩，呈棱角状、次棱角状，大小悬殊，一般块径0.1~2m，最大达4m，粉质粘土为褐黄色、灰褐色，呈硬塑~坚硬状。结构稍密。土石比2:8~5:5，上部块碎石含量相对较少。厚7~40m。主要分布于滑坡区的斜坡地段。

人工填土层（Q4ml）[4]：主要分布于公路及居民区，为新近堆填的工程弃土，堆填年限多不超过6年。灰黄、灰褐色，结构松散~稍密，主要由灰岩、泥灰岩碎块石及粉质粘土组成，碎块石径2~60cm，粉质粘土呈硬塑~坚硬状，土石比4:6~7:3。厚度1～4m[4]。

1．4．2基岩

三叠系中统巴东组（T2b）第二段（T2b2）：岩性为以紫红色为主的杂色粉砂岩和泥岩，夹薄层灰、灰黄色泥质灰岩及泥灰岩。区域内厚度100～241m。分布于滑坡前缘沿江大道内侧边坡出露。

三叠系中统巴东组（T2b）第三段（T2b3）：位于第二段之上，岩性下部为灰、深灰、灰黄色中厚层~薄层灰岩、泥灰岩，夹少量钙质泥岩：中部为中薄层灰、灰黄、灰绿色泥质灰岩及钙质泥岩；上部为灰色薄层~中厚层灰岩、泥质灰岩及泥灰岩。区域内厚度350m左右[4]。

1．5水文地质条件

滑坡区地形上部斜坡较陡，区内汇水面积大，滑坡体上冲沟较发育，主要受大气降水补给，其次为生活废水，具季节性流水的特点。区内地下水主要为碳酸岩岩溶裂隙水，主要赋存于T2b3灰岩、泥灰岩中，大气降水直接补给，以潜流形式向长江排泄，水位埋深大，位于滑带之下，滑体内未见地下水。在滑坡外围近东侧壁处，崩坡积块碎石土中见一下降泉出露，流量0.321L/s（2003.5.15）。长江是该滑坡地表水和地下水的主要排泄通道，也是该区域内的最低排泄基准面。[4]

2滑坡成因规模分析评价

2．1滑坡变形宏观分析

2.1.1 变形破坏迹象及特征

陈家包滑坡为老滑坡，自形成后整体处于基本稳定状态，但犹豫近几年移民工程施工，对该滑坡后缘加载，前缘开挖，恶化了陈家包滑坡的稳定性，目前陈家包滑坡变形破坏主要发生在滑坡西侧近后缘及滑坡中部[4]。

陈家包滑坡中部及西侧后缘正处于复活的弱变形阶段，其变形方向为 170~190°，变形破坏的诱发原因是人为堆填弃土及暴雨的共同作用，使滑体在上覆土体自重力作用下发生推移式拉裂变形[4]。

2.1.2滑坡影响因素分析

陈家包滑坡的形成和发展变化是受多种因素控制的[7]，主要有以下几方面。

1物质组成

陈家包一带堆积了大量的崩坡积松散物质，土层厚度12～40m，为陈家包滑坡的形成提供了充足的物质基础[1]。

2滑体物质结构

滑坡土层与基岩接触带力学性质较差，基岩面中后部倾角较陡，一般大于20o，大于土体内摩擦角，为滑坡的形成创造了内因[1]。

3地形地貌

滑坡区位于长江北岸斜坡上，为顺向坡，地势北高南低，斜坡坡角较大，总体地形坡角20°左右，前缘一带受长江切割，形成高陡临空面[4]。

4人类工程活动

滑坡区人类工程活动强烈[8]。目前，滑坡中后缘建有移民统建房及鱼腹路等，前缘建有沿江大道，这些工程项目在建设过程中，或切坡、或弃土、或排水，改变了滑体形态和结构，对滑坡的稳定性产生了不利影响，促进了滑坡的复活变形和发展[4]。

5降雨

奉节地区降雨充沛，集中在5～9月，其间多高强度的暴雨，最大日降雨量158.6mm，大量的雨水入渗使滑体部分饱水，滑带土软化，降低抗滑强度，坡体稳定性变差[4]。暴雨对滑坡的形成及复活起着重要的作用[7]。

2.1.3滑坡复活成因机制分析

老滑坡的存在为滑坡的复活提供了物质基础，大量的松散堆积体为大气降水和地表水的入渗坡体提供了条件[4]；老滑面的存在，使得渗入坡体的地下水在滑带附近富集，滑带长期处于饱水状态，其抗剪强度降低，从而使滑坡的稳定性降低[7]。

2．2滑坡规模

滑坡周界主要根据地形地貌、滑带滑面特征及基岩露头特征来圈定[1]。陈家包滑坡为老滑坡，后缘边界位于奉师体育场中部，高程296.80m左右，滑坡东侧以冲沟为界，西侧边界以基岩出露状况及地形地貌综合分析而定[4]，奉师以下至高程280m段地形坡度在12o左右，沿江大道内侧至高程280m为陡斜坡，坡度30o左右，前缘剪出口位于滨江路内侧边坡土岩分界面，分布高程184～195m。滑坡平面形态呈扇形，长260～330m，后缘宽200m，中部宽300～400m，前缘宽450m，面积约9×104m2，体积约200×104m3。大型滑坡[4]。

3滑坡分析验算及评价3.1计算边界条件及参数的确定    (1)按滑动面基本呈折线型的特点，选用“分段推力传递法”进行稳定性验算。根据该滑坡的地貌特征及滑体的结构特征，选择具代表主滑方向的破面为计算破面，[3]其计算公式如下：オ式中Pi为第i块段剩余下滑力；Wi为第i块段滑体重量；Qi为条块间孔隙水压力；KH为地震系数；Ci为第i块段滑面凝聚力；Li为第i块段滑面长度；Pi-1为第I-1块段剩余下滑力；αi为第i块段滑面坡角；Ui为滑面上孔隙水压力；ψi为传力系数，ψi=cos(αi-1-αi)-sin(αi-1-αi) tgЕ読；tgφi为第i块段滑面内摩擦系数；Kc为滑坡推力安全系数，极限平衡时K璫=1.0 ；    (2)因滑坡两侧缘冲沟已切割至滑床基岩，故可不考虑侧向摩擦阻力[7]；    (3)考虑到滑坡体天然地下的水位在滑动面以下的基岩内，因此，在天然状态下滑块重量计算时用各岩层的天然容重[1]。在水库蓄水位时，滑坡体部分被水淹没时，水位线以上仍用天然容重，蓄水位以下用浮容重。在水库放水至死水位时，正常蓄水位以上用天然容重，死水位至正常蓄水位之间部分用饱和容重，死水位以下用浮容重[4]；    (4)由于该滑坡为已经形成多年的古滑坡，因此采用反算法求得滑面抗剪强度φ=20°，C=0.045 MPa。[4]再根据滑动面物质组成特征，结合工程类比并考虑水库蓄水后在水的浸润作用下滑坡土体被软化，其强度降低的可能，故按反算值折减0.8倍后，确定用于本滑坡稳定计算的内摩擦角为16°，凝聚力C=0.035 MPa。[2]根据试验成果，确定滑坡体中的块碎石夹粘土天然容重为1.83 t/m3，饱和容重为2.03 t/m3，粘土天然容重为1.75 t/m3，饱和容重为2.03 t/m3。假基岩则在试验指标类比后，其天然容重使用2.25 t/m3，饱和容重用2.03 t/m3。3.2分析验算结果    使用计算机对该滑坡在多种不同因素组合情况下的稳定性进行计算[3]。    通过上述计算表明，滑坡体在天然状态下处于稳定状态，与实际情况相吻合，从1934年形成滑坡到现在未见滑坡有任何活动迹象[4]。在水库蓄水后并考虑地震因素，滑坡仍可处于稳定状态，仅在工况3时影响的情况下，滑坡将处于不稳定状态，有可能整体失稳。

4治理措施建议

4.1、整体支挡工程

在堆积体前缘基岩面反翘段（地面高程150~160m处）设置支挡结构，保证关该滑坡的整体稳定，同时阻止堆积体前缘在库水位作用下变形失稳向后延伸。该处堆积体推力较大，可考虑采用多排抗滑桩[6]。

4.2、反压工程

在规划的沿江大道处（地面高程160~180m一带）采用填土反压，正好压住了后缘浅层变形体坡脚抗滑段，增加抗阻力，前缘形成沿江大道，同时结合沿江路建设进行库岸防护，能保证后缘浅层变形体的稳定[3]。

4.3、局部支挡工程

4.3.1在局部后缘浅层变形体剪出口位置较高处。如拦池沟段，填土压脚失效，则对后缘浅层变形体辅以局部支挡[3]。

4.3.2后缘浅层变形体地形呈斜坡状，沿江大道按路面标高177m填土后，后缘浅层变形体斜坡坡脚仍存在较高的临空面，变形体可能发生局部变形失稳，建议亦辅以局部支挡[3]。

4.3.3后缘浅层变形体内存在不合理人工切坡及浅基础挡土墙护坡，致使土体发生局部变形（特别是游泳馆一带）[6]。建议对变形体内高堡坎进行险情排查，对不稳定陡坎和挡墙进行必要的加固处理，消除局部滑动变形对建筑物的危害[3]。

4. 4、排水工程

4.4.1建立完善地表排水系统。堆积体现有明、暗排水沟较多，但部分排水沟排水能力不足，特别是大暴雨时造成地表水横溢，而且多数排水沟防渗能力差，地表水下渗严重。因此必须对堆积区排水系统进行整治，加宽后缘沙龙路上排水沟，并加强防渗处理，对排水能力不足的明暗沟重新进行规划改造，并进行浆砌、补漏防渗[5]。

4.4.2建设地下排水系统。由于堆积体中存在地下水，可考虑在175m地表高程以上安排若干条地下水排水主道，尾段辅以支叉道，以排出堆积体中地下水，从而提高堆积体土抗剪强度。

4.5、坡面整治绿化

结合水土保持及生态环境保护的需要，在坡面上种植香根草进行绿化治理。

5结语

综上，根据该滑坡区的的地形条件和地质结构特点，结合库区规划建设，宜采取支挡工程、反压工程、排水工程、坡面整治绿化等相结合的综合治理方案。目前，该滑坡已治理完毕近8年，且该经过三峡库区水位的涨降、雨季及加载的考验，该滑坡未出现开裂变形现象，现运行情况良好。

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