會東縣可河電站4號支洞滑坡成因及防治措施

楊彪山 李連新

(1.成都市地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測站，四川 成都 610072;2.四川準達巖土工程有限責(zé)任公司，四川 成都 610072)

0 引言

可河電站位于涼山州會東縣可河鄉(xiāng)可河村境內(nèi)，處于金沙江一級支流鯵魚河?；聟^(qū)位于左岸承壓引水隧洞4號支洞出口下方，該滑坡曾于2006年1月初由于電站引水隧洞滲漏而誘發(fā)變形破壞，后緣下錯達3 m～8 m，滑坡地表變形跡象明顯，裂縫縱橫，滑體解體嚴重，坡體上3戶民房倒塌，30多畝耕地受到破壞[1]。因此，在野外詳細調(diào)查、分析的基礎(chǔ)上，確定滑坡邊界、規(guī)模、特征，并據(jù)此分析滑坡的誘發(fā)因素，綜合評價滑坡的穩(wěn)定性，對電站的安全運營及保護坡體上居民生命財產(chǎn)安全具有重要的意義。

1 滑坡區(qū)地質(zhì)環(huán)境概況

研究區(qū)屬于中～高山深切峽谷地貌，滑坡地段為一折形斜坡，坡向近西，平均坡度30°～35°。后緣為寬緩帶狀平臺，寬度約950 m，長度約310 m;以上為砂巖形成的陡壁，陡壁壁角55°～60°。斜坡上主要發(fā)育三條大的深切縱向沖溝，均為季節(jié)性流水溝，三條沖溝特征相似，溝谷呈“V”字形，較順直，最大切割深度達18 m，一般切割深度3 m～8 m，沖溝水流梯度一般約20%～52%。斜坡后緣平臺上有大片耕地，植被稀疏，滑坡前緣位于斜坡中部，坡面較陡，坡度大于30°，新近松散堆積物覆蓋，斜坡中前部地形又漸緩，也改造有水田。

研究區(qū)內(nèi)出露的基巖主要有侏羅系上統(tǒng)官溝組(J3g)紫紅色、暗紫紅色粉砂質(zhì)泥巖夾鈣質(zhì)粉砂巖及少量泥灰?guī)r、砂巖，局部地段夾黃色頁巖;并出露有白堊系上統(tǒng)小壩組(K2x)以淺灰色、褐黃色長石石英砂巖為主，夾紫紅色粉砂質(zhì)泥巖。

研究區(qū)位于攀西裂谷中段(渡口段)以東，方家村向斜南西翼。區(qū)域構(gòu)造格架以南北向構(gòu)造為主，兼有北東、北西向構(gòu)造，滑坡區(qū)北以踩馬水?dāng)嗔褳榻?，西以鐵匠村斷裂為界，東以倮佐斷裂為界?；聟^(qū)內(nèi)無區(qū)域性斷裂通過，區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造簡單，總體為一單斜構(gòu)造。

歷史地震記載本區(qū)無中強地震發(fā)生，主要受外圍強震波及影響。工作區(qū)地震基本烈度為7度，地震動反應(yīng)譜特征周期為0.45 s，地震動峰值加速度為0.15g。

2 滑坡基本特征

2.1 滑坡邊界、規(guī)模及形態(tài)特征

滑坡長213 m～375 m，寬926 m～981 m，厚37 m～75 m，滑坡方量約1 060萬m3?；麦w受3條沖溝切割，根據(jù)地貌形態(tài)分為Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ三個區(qū)。其中:

Ⅰ號滑體平面形態(tài)呈一“寬緩帶狀”，坡長213 m～241 m，寬約460 m，滑體一般厚37 m～53 m，估算規(guī)模約380萬m3。主滑方向216°，與坡向相同，剪出口與后緣相對高差150 m左右。

Ⅱ號滑體平面形態(tài)呈“舌形”狀，坡長約375 m，坡寬200 m～231 m，滑體一般厚度52 m～71 m，估算規(guī)模約350萬m3。主滑方向為209°，剪出口與后緣相對高差190 m左右。

Ⅲ號滑體平面形狀呈“舌形”，坡長222 m～327 m，寬266 m～290 m，滑體一般厚度55 m～75 m，估算規(guī)模約330萬m3。主滑方向219°，剪出口與后緣相對高差170 m左右。

2.2 滑體物質(zhì)組成及結(jié)構(gòu)特征

據(jù)鉆孔及地面調(diào)繪可知:三個滑坡體的物質(zhì)組成均以塊、碎石為主，含角礫粉質(zhì)粘土次之。滑體物質(zhì)在垂向上的變化特征為:從滑體上部到底部，粘粒含量由高變低，由含礫粘土→含塊、碎石粘土→塊、碎石土漸變過渡。滑體物質(zhì)在平面上的變化特征為:前、后緣塊石含量較高，土石比小，中部塊、碎石含量相對較低，土石比大。

Ⅰ號滑體物質(zhì)由含粉質(zhì)粘土的塊碎石組成，松散～稍密，稍濕。其中粉質(zhì)粘土呈灰褐色，褐黃色，質(zhì)粘，可塑。塊、碎石成分主要為源于K2x的砂巖，塊石粒徑一般0.2 m～3 m，最大可達5 m，碎石粒徑2 cm～20 cm不等，平面分布上具有后部塊、碎石含量多，堆積成“錐形”坡體，中、前部碎塊石含量少;垂向上滑體中上部，粉質(zhì)粘土含量增大，達到30%～40%，并含10%～15%的碎石、角礫，下部以塊石土為主，局部夾有碎石土透鏡體。

Ⅱ號滑體主要由崩坡積的粘土夾塊、碎石組成，松散～稍密，稍濕。其中粘土呈灰褐色、褐黃色，可塑，局部粉質(zhì)重，塊、碎石成分主要為源于K2x砂巖，碎石粒徑在3 cm～10 cm之間，塊石粒徑0.3 m～2 m。

Ⅲ號滑體主要為崩坡積的塊、碎石夾粉質(zhì)粘土組成，松散～稍密，稍濕。其中粘土呈灰褐色、褐黃色，可塑，塊石粒徑一般0.2 m～3.5 m，最大可達5 m，碎石粒徑2 cm～18 cm。

2.3 滑帶物質(zhì)組成及結(jié)構(gòu)特征

滑帶后緣段為可塑狀的含角礫、碎石粉質(zhì)粘土，多呈灰褐色、褐黃色，粉粘粒含量較大，細粒成分較多;中、前緣段粗粒塊、碎石物質(zhì)含量增大，細粒物質(zhì)減少?；瑤Ш穸纫话銥? cm～5 cm，局部稍厚。通過地面調(diào)查，滑坡后緣均見3 m～8 m的錯落滑動擦痕，為含角礫粘土，呈褐黃色，可塑狀，含少量角礫，細粒成分含量較多。Ⅱ號滑坡前緣有次級小滑塊，滑面呈波狀，滑動擦痕明顯，滑面物質(zhì)為含碎石、角礫粉質(zhì)粘土。

根據(jù)試驗成果，滑帶土天然快剪殘余強度 C=4.9 kPa～10.8 kPa，φ =8.5°～ 21.5°，飽和快剪峰值強度 C=13.3 kPa～35.5 kPa，φ =9.1°～ 23.8°，飽和快剪殘余強度 C=3.4 kPa～9.4 kPa，φ =6.2°～17.7°。

2.4 滑床物質(zhì)組成及結(jié)構(gòu)特征

據(jù)鉆孔資料及地面調(diào)查分析，滑床面沿滑動方向上為折線形，后陡前緩，與地面坡形相近，橫向上，北西較高，南東較低?；参镔|(zhì)組成分布特點為:中部及后部均為強風(fēng)化或中等風(fēng)化的泥質(zhì)巖，在后緣地形較陡處局部為砂巖，前部為塊、碎石土。泥質(zhì)巖具遇水易軟化和失水易崩解特征，強風(fēng)化埋深5 m～7 m，受節(jié)理、層面切割影響多呈碎塊狀，為相對隔水層。

3 滑坡變形跡象

堆積層沿斜坡后緣形成3 m～8 m高的錯落帶，滑壁角度55°～60°，滑坡平臺形成大量裂縫。其中，Ⅰ號滑體裂縫發(fā)育，以橫張裂縫為主，分布于滑體中前部，并形成數(shù)級次級錯落坎，最前一段錯落高度達到3 m;Ⅱ號滑體上裂縫發(fā)育相對較少，中、后部多以縱張裂縫為主，少量橫張裂縫，前部橫張裂縫發(fā)育;Ⅲ號滑體裂縫較發(fā)育，中后部以縱張裂縫居多，橫張裂縫較少，中、前部橫張裂縫發(fā)育，形成數(shù)級錯落坎。各滑體解體傾向嚴重，滑坡前緣由于橫張裂縫分布，縫前土體下錯、滑塌較嚴重，在向主滑方向變形的同時，也在向兩側(cè)沖溝變形。經(jīng)統(tǒng)計，滑坡橫張裂縫延伸一般18 m～55 m，最長 198 m，裂縫寬一般 0.1 m～0.4 m，最寬達1.8 m，裂縫可見深度 0.5 m～2.1 m，最深達3 m，見圖1，圖2。

圖1 后緣錯落

圖2 地表裂縫

根據(jù)變形跡象可以定性判斷，滑坡目前處于欠穩(wěn)定狀態(tài)。

4 滑坡成因機制分析

根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查分析可知，三向臨空的地形條件、軟硬相間的坡體結(jié)構(gòu)、人為因素的擾動或影響是形成滑坡的主要因素，具體影響因素分述如下:

1)地形地貌條件。

滑坡區(qū)為一折線形斜坡地貌，斜坡頂部為基巖陡壁(壁角55°～60°)，斜坡上部地形較緩，坡度5°～15°，地表徑流條件較差，斜坡中部地形較陡，坡度30°～35°，局部達55°，斜坡下部地形逐漸變緩。中部陡坡及斜坡兩側(cè)溝坡構(gòu)成三面臨空。較陡的坡度、三向臨空的地形條件，為滑坡形成提供了有利的條件。

2)斜坡的物質(zhì)組成。

斜坡堆積層為塊、碎石土，滲透性強，有利于雨水下滲;下伏基巖為J3g泥質(zhì)巖，遇水易軟化，為相對隔水層?；步缑嬷g成為地表水排泄和滲流的主要通道，在地表水的沖刷、軟化等作用下，堆積層易沿基覆界面失穩(wěn)形成滑坡。

3)可河電站引水影響。

滑坡后緣砂巖陡壁中有可河電站引水隧洞(洞身與滑坡后緣邊界高差約50 m，二者平面距離約80 m)，其承壓滲水沿巖體節(jié)理裂隙注入滑坡體，補給堆積層地下水，不僅使土體自重增加，更嚴重的是當(dāng)水力下滲至軟弱結(jié)構(gòu)面后，降低軟弱面抗剪強度。此外位于滑坡上方的4號支洞，開挖棄渣直接堆筑于滑坡后緣，增加滑坡主滑段自重。

4)人為因素。

坡體上有水田耕地，由于開耕灌溉，使灌溉水下滲補給滑坡體地下水，增加坡體容重，加之喇叭村一帶村民常將滑坡后緣邊界以上水渠截流并使流水通過滑坡體，無序的引水下滲也對滑坡穩(wěn)定性造成一定影響。

綜上所述，滑坡在不利的自然地形、斜坡物質(zhì)存在的軟弱結(jié)構(gòu)面(巖土界面)和地表松散土層的地質(zhì)因素控制作用下，由于滑坡后部人為的棄土加載，在可河電站引水隧道滲漏誘發(fā)下發(fā)生了變形破壞。根據(jù)滑坡變形機制的分析，該滑坡為巨厚層推移式土質(zhì)滑坡[2-5]。

5 防治對策

針對滑坡的誘發(fā)因素，提出有針對性的防治方案建議:

1)電站引水隧道防滲工程。

導(dǎo)致本次滑坡發(fā)生的主要誘發(fā)因素為可河電站引水隧道滲水，因此，對滑坡進行整治的前提條件是對引水隧道進行防滲處理，保證在電站今后正常發(fā)電條件下無滲漏情況發(fā)生，否則，任意有效的防護措施都不可能保證滑坡不再繼續(xù)變形破壞，甚至演變成更大規(guī)模的滑坡。

2)地表截水溝。

建立和完善地表排水系統(tǒng)，迅速排除地表徑流，避免積水，減少地表水下滲對提高滑坡體的穩(wěn)定性有積極意義。滑坡后緣及其后部山體匯水面積非常大，在降雨條件下，大量的雨水匯入滑坡體內(nèi)，導(dǎo)致坡體重度增大，降低土體抗剪強度指標并形成動水壓力，對邊坡穩(wěn)定極為不利。為此，在滑坡后緣，基巖與土體界面處設(shè)置截水溝，截水溝采用M7.5漿砌片石砌筑[6]。

3)沖溝整治工程。

對滑坡體上已經(jīng)形成的4條天然沖溝進行整治，溝渠采用M7.5漿砌片石砌筑，對溝壁護坡，在坡度較陡的位置設(shè)置急流槽后跌水，并與滑坡后緣截水溝平順連接，將截水溝及部分坡體地表水通過整治后的沖溝直接排入鲹魚河。

4)地表裂縫及坡面清理。

在滑坡后緣及中部形成了大量的張拉裂縫和放射狀裂縫，非常利于地表水的入滲，為此，必須對這些裂縫進行填筑、夯實處理。同時，在滑坡前緣坡面凌亂，表層剝蝕還在進行中，因此，應(yīng)對坡面進行清理，將松動的巖石或小型崩塌體進行清理，使坡面平順。

5)防沖刷擋水墻工程。

鲹魚河為季節(jié)性河流，平時流量并不大，但在暴雨季節(jié)，其沖蝕能力非常強，必須引起高度重視。雖然目前滑坡體下部是穩(wěn)定的，但在河水不斷掏蝕的情況下，可能導(dǎo)致坡體失穩(wěn)，造成更大的災(zāi)害。為此，建議沿鲹魚河河岸，滑坡體一側(cè)設(shè)置防沖擋水墻。擋水墻高度5.0 m，其中基礎(chǔ)埋深深度不小于1.5 m，并應(yīng)大于沖刷深度，采用M7.5漿砌片石砌筑。

6 結(jié)語

本文在野外詳細調(diào)查和室內(nèi)試驗的基礎(chǔ)上，確定了滑坡邊界、規(guī)模和分區(qū)，分析了滑坡的結(jié)構(gòu)特征和物質(zhì)組成，對滑坡的變形跡象展開了詳細的調(diào)查，進而分析了滑坡的形成條件及成因機制，得出了地形、坡體結(jié)構(gòu)、電站引水滲流壓力影響為滑坡形成主要條件的結(jié)論，并據(jù)此提出了針對性的防治工程措施。防治工程采取以排水為主、結(jié)構(gòu)為輔的治理思路，引水隧洞防滲工程、地表排水、裂縫填筑、坡面清理、設(shè)置沿河防沖墻工程等綜合處置措施。

[1] 匡永宏.會東縣可河鄉(xiāng)可河電站4號支洞滑坡應(yīng)急搶險工程工程地質(zhì)勘察報告[R].2006.

[2] 王國強，吳道祥，劉 洋，等.巢湖鳳凰山滑坡形成機制和穩(wěn)定性分析[J].巖土工程學(xué)報，2002，24(5):645-648.

[3] 譚昌明，張遠明.四川廣元市區(qū)周家坡滑坡形成機制及穩(wěn)定性評價[J].中國地質(zhì)災(zāi)害與防治學(xué)報，2006，17(4):25-28.

[4] 常士驃，張?zhí)K民.工程地質(zhì)手冊[M].第4版.北京:中國建筑工業(yè)出版社，2006.

[5] 張倬元，王士天，王蘭生.工程地質(zhì)分析原理[M].北京:地質(zhì)出版社，1994.

[6] 趙健壯.會東縣可河鄉(xiāng)可河電站4號支洞滑坡應(yīng)急搶險工程初步階段設(shè)計報告[R].2006.

[7] 劉堯江.晉城王坡煤礦某滑坡成因分析及穩(wěn)定性評價[J].山西建筑，2011，37(5):61-62.