魚潭庫區(qū)涼水井滑坡穩(wěn)定分析

毛成鈞

（湖南省水利水電勘測設(shè)計研究總院 長沙市 410007）

魚潭庫區(qū)涼水井滑坡穩(wěn)定分析

毛成鈞

（湖南省水利水電勘測設(shè)計研究總院 長沙市 410007）

魚潭水電站水庫蓄水運行過程中，庫區(qū)左岸茅崗村涼水井由于邊坡變形滑動導(dǎo)致地表開裂，分析其成因和穩(wěn)定性，定性評價邊坡與水庫的關(guān)系，為電站下步工作提供地質(zhì)依據(jù)。

水庫 滑坡 成因 穩(wěn)定性

魚潭水電站位于澧水中游，該工程控制流域面積3 473 km2，設(shè)計正常蓄水位250 m，總庫容1.215億m3。自1997年水庫下閘蓄水，在長達7年多蓄水運行過程中，距壩2 km庫區(qū)左岸茅崗村涼水井由于邊坡變形滑動導(dǎo)致地表開裂，危及村民的居住安全。

1 地質(zhì)環(huán)境條件

1.1 水文氣象

本區(qū)域?qū)儆趤啛釒駶櫟貐^(qū)氣候，雨量充沛。多年平均降水量約1 600 mm，最大日降水量185.9 mm。多年平均氣溫16.8°C。

澧水為山區(qū)性河流，坡度大，匯流迅速。壩址以上流域位于鶴峰、五峰暴雨區(qū)內(nèi)，大洪水均由暴雨形成，洪水陡漲陡落，峰高量小，一次洪水時間一般為（1～3）d，個別年份達6 d。年最大洪水發(fā)生時間一般為4～9月，個別年份出現(xiàn)在10月，6月份出現(xiàn)機會最多。

1.2 地質(zhì)背景

庫區(qū)處于武陵山北西側(cè)的中低山峽谷區(qū)，山頂高程一般（500～1 000）m，相對高差（280～790）m。河谷狹窄，岸坡陡峻。

區(qū)域大地構(gòu)造上位于新華夏系第三隆起帶——武陵山隆起帶之北東段。主要分為北東向構(gòu)造、北北東向構(gòu)造。

涼水井滑坡位于北北東向構(gòu)造桑植復(fù)式向斜中的青安坪向斜的SE翼地帶。青安坪向斜由志留系至三迭系地層組成，核部出露三迭系大冶組灰?guī)r夾泥巖。褶皺較開闊，軸向約15°，綿延20余公里。其NW翼巖層傾角20°～25°，SE翼為25°～35°，在庫區(qū)構(gòu)成一完整的向斜盆地。

本區(qū)挽近構(gòu)造運動跡象比較明顯，總的趨勢是以間歇性掀斜上升為主。地震基本烈度為Ⅵ度。

2 滑坡地質(zhì)條件

本滑坡位于庫區(qū)左岸河流轉(zhuǎn)彎處。邊坡坡角20°～32°。山頂高程大于550 m，上、下游均有沖溝分布?；麦w平面形態(tài)似園弧形，滑坡體前緣分布高程（260～290）m，前緣寬約380 m，剪出口高出設(shè)計正常蓄水位（250 m）約（5～13）m，后緣后緣高程約（380～ 400）m，高出設(shè)計正常蓄水位（75～140）m?；麦w在高程337 m左右見有滑動形成的臺階。后緣陡壁不明顯，多因開墾農(nóng)田導(dǎo)致原始形態(tài)被破壞。

滑坡體表部為含碎石粘土，厚（0.5～12）m，下部為灰?guī)r塊石，局部夾黃色粘土，厚（10～15）m，底部滑帶厚（0.5～0.8）m，由巖塊、巖屑和黃色粘土組成，愈近滑面，泥化程度愈高?；矠榇笠苯M下段（T1d）薄層狀灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r夾泥巖。巖層走向N25°～45° E，與邊坡走向近于一致，傾向NW，傾角24°～37°，順坡，傾角與庫岸坡角接近一致?；矌r體中主要發(fā)育二組節(jié)理：①產(chǎn)狀：N56°～70°W，SW （NE）∠60°～ 85°，節(jié)理面較平直，延伸長5～7 m，與邊坡斜交；②產(chǎn)狀：N10°E，SE∠15°，延伸長（1～2）m，2條/m，該組節(jié)理與邊坡走向小角度相交。 平硐中觀察，滑坡體中巖石多具有原始層狀結(jié)構(gòu)，但破碎，拉裂縫和架空現(xiàn)象發(fā)育。

滑坡面積約75 600 m2，鉆孔揭露滑坡鉛直厚度10～20 m，體積113.4×104m3，見圖1。 滑床縱剖面形態(tài)似座椅狀（圖2）。

圖1 滑坡地質(zhì)平面圖

圖2 滑坡地質(zhì)縱剖面

滑面上陡下緩，后緣40°～60°,中下部25°～32°，與巖層傾角基本一致， 為一淺部基巖順層滑坡。 另外，在高程450 m左右，表部殘坡積土層內(nèi)出現(xiàn)一條拉裂縫，延伸長60余米，由NE向折向NW尖滅，裂縫寬（5～10）cm，下伏基巖未見拉裂跡象。

3 滑坡穩(wěn)定性分析與評價

3.1 邊坡變形破壞表觀特征

滑坡變形破壞表觀特征表現(xiàn)在以下兩點：

（1） 本段岸坡坡腳一帶，在設(shè)計正常蓄水位250 m以下， 表部覆蓋層曾不同程度的出現(xiàn)坍塌和沿基巖面的滑動破壞， 方量一般在幾立方到數(shù)十立方之間。 表部覆蓋層滑動后，可見下伏基巖層面完整，無開裂變形跡象，并伸入庫水中。

（2）2003年6月，該地區(qū)普降暴雨，隨后發(fā)現(xiàn)分布在450 m高程左右的水田開裂、無水。從該稻田沿山坡向上游，均見有裂縫出現(xiàn)，裂縫長（150～250）m，寬（0.15～0.2）m。2004年6月暴雨過后，原裂縫進一步加劇，并有錯位現(xiàn)象，即裂縫外側(cè)下陷（1～3）cm不等。

3.2 變形破壞模式及其成因

涼水井滑坡為一規(guī)模較大的淺層古滑坡體。滑坡體表部為殘坡積含碎石粘土，中下部為灰?guī)r塊石夾粘土，巖石多具有原始層狀結(jié)構(gòu)，但架空、拉裂嚴重，多充填黃紅色次生泥，局部見巖層反向?；瑤в牲S紅色粘土夾碎石組成，可～軟塑狀，粘粒含量為33%，滑帶附近滴水嚴重。就涼水井滑坡而言，其形成的主要原因有：

（1）前已述及，本區(qū)挽近構(gòu)造運動總的趨勢是以間歇掀斜上升為主。因此，由于河谷下切和河流凹岸的側(cè)蝕作用，形成高達300 m以上的較陡岸坡。

（2）岸坡與巖層走向近于平行，巖層傾角24°～ 35°，傾向坡外，且與邊坡的傾角基本一致，形成了層狀同向結(jié)構(gòu)巖質(zhì)邊坡，對邊坡穩(wěn)定極為不利。

（3）組成岸坡的三迭系下統(tǒng)大冶組下段（T1d）薄層狀灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r中夾有較多的泥巖，又處于向斜的翼部，在構(gòu)造擠壓和其他因素作用下，泥巖易形成軟弱夾層。這種軟弱夾層抗剪強度低，為邊坡順層滑動創(chuàng)造了條件。

（4）岸坡因前述多組節(jié)理裂隙切割，尤其是與邊坡走向平行和近與直交的節(jié)理切割，構(gòu)成向河床臨空的不穩(wěn)定巖體。

（5）由于風(fēng)化、卸荷回彈、重力、地下水和降雨入滲等的長期作用，進一步促進了岸坡的滑移變形。

顯然，在上述內(nèi)外因素作用下，岸坡巖土體沿泥巖軟弱夾層向河床臨空面產(chǎn)生蠕滑變形，隨著變形量的積累。最終導(dǎo)致滑坡發(fā)生。

3.3 穩(wěn)定性分析與評價

涼水井滑坡公路以下臨庫水岸坡出現(xiàn)小規(guī)模的土質(zhì)滑坡，體積小，多沿殘坡積與基巖接觸面下滑，對公路邊坡影響較小，現(xiàn)已處于穩(wěn)定狀態(tài)。滑坡體以下岸坡基巖裸露，巖石完整，岸坡穩(wěn)定性較好。

本滑坡屬古滑坡，為順層滑動破壞，但未發(fā)現(xiàn)有傾角小于邊坡角的軟弱夾層或結(jié)構(gòu)面在水庫正常蓄水位以下的岸坡出露，因此滑坡屬基本穩(wěn)定。從歷史上和近幾年發(fā)生的邊坡變形破壞現(xiàn)象看，邊坡局部穩(wěn)定性較差，存在潛在不穩(wěn)定因素，仍可危及到滑坡體上村民的生命財產(chǎn)安全，表現(xiàn)在：

（1）滑坡體中巖體破碎、架空?；瑤Ш瘢?.5～0.8）m，由巖塊、巖屑和黃色粉質(zhì)粘土組成。經(jīng)初步計算，該滑坡體現(xiàn)狀條件下接近于極限平衡狀態(tài)。由于滑帶物質(zhì)性狀差，抗剪強度低，盡管滑面剪出口高出設(shè)計正常蓄水位（250 m）約（5～13）m，水庫蓄水位對其沒有影響，但若邊界條件改變或超強降雨的不斷入滲，滑坡仍有復(fù)活的可能。即使滑坡復(fù)活，由于滑床較緩，不會產(chǎn)生高速滑動，以開裂變形為主，對滑坡體上的民房和農(nóng)田有一定影響。

（2）涼水井滑坡后緣，因降暴雨導(dǎo)致450 m左右高程上的殘坡積土層拉裂，并產(chǎn)生微量位移。說明土層遇水軟化，而且在重力作用下出現(xiàn)塑性蠕變、流動，這是滑動變形的前兆。若持續(xù)降水滲入表層，土層與基巖面接觸帶抗剪強度進一步惡化，最終可發(fā)展成滑坡，對居住在標(biāo)高（275～300）m上的村民生命財產(chǎn)安全構(gòu)成威脅。

4 結(jié)語

涼水井滑坡屬基巖順層古滑坡，基本穩(wěn)定，滑面剪出口高出水庫正常蓄水位（250 m）約（5～13）m，水庫對其不會產(chǎn)生影響。但若邊界條件改變或超強降雨的不斷入滲，滑坡仍有復(fù)活的可能。尤其是后緣殘坡積層可發(fā)展成滑坡，對居住在標(biāo)高（275～300）m上的村民生命財產(chǎn)安全構(gòu)成威脅。建議如下：

（1）避免人為對滑坡邊界條件的破壞。盡可能將滑坡體上的水田改為旱土，滑坡周邊修建排水溝，減少地表水入滲。

（2）加強觀測預(yù)報工作，確保村民生命財產(chǎn)安全。

[1]李海鷗.澧水魚潭水電站近壩庫區(qū)茅崗村庫岸段左岸邊坡工程地質(zhì)勘察報告[R].長沙：湖南省水電勘測設(shè)計研究總院，2005.

[2]水利水電規(guī)劃設(shè)計院.水利水電工程地質(zhì)手冊[M].北京：水利電力出版社，1985.

2017-01-11）

毛成鈞（1962-），男，湖南芷江人，大學(xué)本科，高級工程師，目前從事水利水電工程地質(zhì)工作。