樹(shù)坪滑坡應(yīng)急治理效果淺析

聶邦亮, 葉義成, 廖偉杰

(湖北省地質(zhì)局 水文地質(zhì)工程地質(zhì)大隊(duì),湖北 荊州 443000)

樹(shù)坪滑坡應(yīng)急治理效果淺析

聶邦亮, 葉義成, 廖偉杰

(湖北省地質(zhì)局 水文地質(zhì)工程地質(zhì)大隊(duì),湖北 荊州 443000)

介紹樹(shù)坪滑坡的特征及應(yīng)急治理工程措施,著重對(duì)比闡述應(yīng)急治理工程實(shí)施前后滑坡的變形特征,對(duì)應(yīng)急治理工程取得的效果進(jìn)行科學(xué)評(píng)價(jià)分析,樹(shù)坪滑坡的應(yīng)急治理工程達(dá)到了既定治理目標(biāo),治理效果顯著,對(duì)三峽庫(kù)區(qū)涉水大型滑坡的治理有較強(qiáng)借鑒和參考意義。

滑坡;應(yīng)急治理;效果

樹(shù)坪滑坡位于湖北省秭歸縣境內(nèi)長(zhǎng)江干流右岸,為一涉(庫(kù))水特大型老滑坡,自2003年三峽水庫(kù)蓄水以來(lái)一直變形不止。該滑坡為“湖北省三峽庫(kù)區(qū)后續(xù)地質(zhì)災(zāi)害治理規(guī)劃”2013年治理項(xiàng)目之一,2012年8—12月,湖北省地質(zhì)環(huán)境總站完成樹(shù)坪滑坡的勘查及應(yīng)急治理工程設(shè)計(jì),2014年12月樹(shù)坪滑坡應(yīng)急治理工程竣工。

1 滑坡空間形態(tài)及規(guī)模

根據(jù)樹(shù)坪滑坡勘查成果[1],該滑坡為特大型復(fù)合滑坡,平面形態(tài)呈馬鞍形?；聳|側(cè)以葉兒開(kāi)溝為界,其后緣邊界位于沙黃公路以上的姜家灣一帶,后緣呈明顯的圈椅狀地形,弧頂高程400 m,后緣兩側(cè)滑壁高8～15 m、坡度60°～80°;西側(cè)后緣邊界位于沙黃公路以上的榨坊一帶,呈波浪狀弧形延伸的陡坎,滑壁高5～15 m、坡度60°～70°?；挛鱾?cè)以SN走向的龍井溝為界。滑坡北側(cè)前緣位于高程70 m左右(大部分處于庫(kù)水位下)?；缕矫嫘螒B(tài)特征見(jiàn)圖1。

樹(shù)坪滑坡南北縱長(zhǎng)約800 m,東西寬約670 m,面積約54.1×104m2,厚10～74 m,總體積約2 070×104m3。

樹(shù)坪滑坡發(fā)育于三疊系中統(tǒng)巴東組(T2b)地層,滑體物質(zhì)主要由粉質(zhì)粘土以及滑坡滑動(dòng)過(guò)程中的基巖錯(cuò)動(dòng)形成的碎裂巖組成,滑帶清晰、明顯。

從2012年勘查時(shí)樹(shù)坪滑坡的變形特征來(lái)看,樹(shù)坪滑坡的變形區(qū)以中部的寬緩沖溝為中軸向東西兩側(cè)延伸,包含了滑坡東、西兩側(cè)沙黃公路以下的大部區(qū)域,變形區(qū)橫向?qū)?70 m,縱向長(zhǎng)580 m,面積0.27 km2。

圖1 樹(shù)坪滑坡工程地質(zhì)(監(jiān)測(cè)點(diǎn)分布)平面圖Fig.1 Engineering geological plane(distribution of monitoring points)of Shuping landslide1.滑坡周界;2.變形區(qū)范圍;3.削方工程區(qū);4.壓腳工程區(qū);5.排水溝工程;6.GPS監(jiān)測(cè)點(diǎn)及編號(hào);7.增補(bǔ)GPS監(jiān)測(cè)點(diǎn)及編號(hào)。

圖2 樹(shù)坪滑坡GPS監(jiān)測(cè)點(diǎn)累計(jì)位移曲線圖Fig.2 Cumulative displacement curve of GPS monitoring points of Shuping landslide

2 應(yīng)急治理工程

2.1 應(yīng)急治理工程設(shè)計(jì)

2.1.1 治理目標(biāo)、設(shè)計(jì)工況組合與安全系數(shù)

治理目標(biāo):樹(shù)坪滑坡變形區(qū)目前的位移速率較快,有可能產(chǎn)生整體滑移變形破壞,需對(duì)滑坡實(shí)施應(yīng)急治理,使滑坡的穩(wěn)定性有所提高,有效減緩滑坡的位移速率,從而防止樹(shù)坪滑坡在庫(kù)水退水周期或強(qiáng)降雨期間產(chǎn)生整體變形破壞。

工程級(jí)別:根據(jù)滑坡的規(guī)模、危害程度,確定治理工程等級(jí)為Ⅰ級(jí)。

應(yīng)急治理工程設(shè)計(jì)工況:自重+庫(kù)水位175～145 m,整體安全系數(shù)1.03,上層滑體和潛在滑體安全系數(shù)需達(dá)到1.10;應(yīng)急治理工程校核工況:自重+庫(kù)水位175～145 m+50年一遇暴雨,整體安全系數(shù)1.0,上層滑體和潛在滑體安全系數(shù)需達(dá)到1.05。

2.1.2 治理方案與工程布置

樹(shù)坪滑坡的應(yīng)急治理工程總體方案:削方+壓腳+地表排水溝。

應(yīng)急治理工程布置(圖1):削方工程主要布置于滑坡中上部(高程336～185 m),分為東西二個(gè)工程區(qū)(A、B區(qū));壓腳工程位于滑坡前緣175 m庫(kù)水位以下,亦分為東西二個(gè)工程區(qū)(C、D區(qū)),地表排水溝沿滑坡周界布設(shè)。

設(shè)計(jì)主要工程量:削方工程土石方開(kāi)挖575 774 m3,壓腳工程土石方回填373 962 m3,設(shè)計(jì)5條排水溝總長(zhǎng)2 850 m。

2.2 應(yīng)急治理工程實(shí)施情況

樹(shù)坪滑坡的應(yīng)急治理工程于2014年8月開(kāi)工,當(dāng)年12月完成削方、壓腳工程,2015年5月完成地表排水溝工程,當(dāng)年6月全面竣工。

應(yīng)急治理工程除局部增加擋土墻、部分排水溝進(jìn)行調(diào)整外,未發(fā)生重大工程變更,基本完成了設(shè)計(jì)工程量,實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)意圖。

在我國(guó)航空材料飛速發(fā)展的進(jìn)程中，金屬一直被當(dāng)做首選材料，其中鋁、鎂、鈦、鋼及高溫合金等材料占主導(dǎo)地位。

3 應(yīng)急治理效果分析

樹(shù)坪滑坡為三峽庫(kù)區(qū)二期地質(zhì)災(zāi)害專業(yè)監(jiān)測(cè)點(diǎn),滑坡變形區(qū)主要采用6個(gè)GPS監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行專業(yè)監(jiān)測(cè)(見(jiàn)圖2)[2]。樹(shù)坪滑坡的治理效果主要通過(guò)專業(yè)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及成果進(jìn)行對(duì)比分析。

3.1 滑坡治理前的變形特征

樹(shù)坪滑坡為形成年代久遠(yuǎn)的老滑坡。2003年以前滑坡變形不明顯,主要以局部的小型坍滑為主。2003年6月三峽水庫(kù)開(kāi)始蓄水以來(lái),一直持續(xù)變形不止,迫使滑坡區(qū)內(nèi)25戶85名居民全部搬遷。

從2003年6月至2014年12月(削方、壓腳工程完成),樹(shù)坪滑坡有5個(gè)GPS監(jiān)測(cè)點(diǎn)多年累積水平位移量為3 718.4～4 975.2 mm,位移量大的監(jiān)測(cè)點(diǎn)主要分布于變形區(qū)的中部及前緣,其位移具有同步性。位于變形區(qū)上部邊界處的ZG87監(jiān)測(cè)點(diǎn)多年累積位移量相對(duì)較小。

樹(shù)坪滑坡GPS監(jiān)測(cè)點(diǎn)2003年以來(lái)的累積位移監(jiān)測(cè)曲線如圖2,從位移曲線上可以看出,2007年水位蓄至155 m后受三峽庫(kù)水位的降落變化影響,2007—2014年每年4—8月的位移速率都出現(xiàn)一次加速變形,樹(shù)坪滑坡呈現(xiàn)波浪式遞增曲線的變形特征,位移變形曲線類型表現(xiàn)為階梯型,這一特征自2009年水位蓄至170 m后表現(xiàn)更為明顯。2009—2014年監(jiān)測(cè)點(diǎn)年平均位移量為135.26～538.78 mm。

3.2 滑坡治理后的變形特征

從圖2中可看出,自2014年12月削方、壓腳工程完成后,2015—2016年樹(shù)坪滑坡變形區(qū)的6個(gè)GPS位移均未發(fā)生明顯變化,監(jiān)測(cè)曲線趨于平直,未出現(xiàn)階梯型上升的特征。2015年1月—2016年8月底,6個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)在此期間的累計(jì)位移量為44.41～235.25 mm,監(jiān)測(cè)點(diǎn)年平均位移量為22.21～117.63 mm。

3.3 滑坡治理前后的變形對(duì)比分析

樹(shù)坪滑坡從2003年6月三峽庫(kù)區(qū)開(kāi)始蓄水至2014年12月應(yīng)急治理實(shí)施期間一直持續(xù)變形不止,在此期間,樹(shù)坪滑坡變形區(qū)的GPS監(jiān)測(cè)點(diǎn)位移量較大,且位移具有同步性,整體變形特征明顯。而自2014年12月削方、壓腳工程完成后至今滑坡變形區(qū)的監(jiān)測(cè)點(diǎn)均未發(fā)生明顯位移。

樹(shù)坪滑坡變形的主要影響因素為三峽庫(kù)區(qū)水位的降落,滑坡治理前后的變形特征須在同一地質(zhì)環(huán)境條件下進(jìn)行。根據(jù)樹(shù)坪滑坡2009年三峽庫(kù)區(qū)水位蓄至170 m、應(yīng)急治理工程實(shí)施前后的監(jiān)測(cè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析(表1),2009—2014年,6個(gè)GPS監(jiān)測(cè)點(diǎn)年平均位移量為135.26～538.78 mm,而應(yīng)急治理工程實(shí)施后的2015—2016年年平均位移量為22.21～117.63 mm,治理之后滑坡的年均位移量已顯著減小。從表1中可知,ZG87點(diǎn)位移量較治理前并無(wú)明顯減緩,其原因是由于該點(diǎn)下部原有干砌石擋墻毀壞所致,2015年10月將該點(diǎn)下部的擋墻拆除重建后已無(wú)明顯位移變形;SP-6點(diǎn)治理后的位移量相對(duì)其它監(jiān)測(cè)點(diǎn)偏大,其原因和ZG87點(diǎn)相同,亦為監(jiān)測(cè)點(diǎn)下部的干砌石擋墻變形所致。若剔除ZG87、SP-6兩個(gè)局部變形較大的監(jiān)測(cè)點(diǎn),則可看出治理后的年均位移量?jī)H為治理前的4.1%～11.4%,減小幅度為377.99～513.66 mm,表明治理之后滑坡的位移速率已顯著趨緩。

表1 樹(shù)坪滑坡GPS監(jiān)測(cè)點(diǎn)應(yīng)急治理前后位移量對(duì)比表Table 1 Comparison of displacement before and after emergency treatment of GPS monitoring points of Shuping landslide

3.4 滑坡治理效果綜合分析

自2003年6月三峽庫(kù)區(qū)開(kāi)始蓄水以來(lái)至應(yīng)急治理工程實(shí)施期間,樹(shù)坪滑坡變形持續(xù)發(fā)展,具明顯整體變形特征,尤其是2009年水位蓄至170 m后監(jiān)測(cè)曲線表現(xiàn)出的階梯型突變特征更為明顯。而自2014年12月削方、壓腳工程完成后至今,剔除兩個(gè)局部變形較大的監(jiān)測(cè)點(diǎn)后,監(jiān)測(cè)點(diǎn)年均位移量為22.2～59.43 mm,僅為治理前的4.1%～11.4%,月均位移量?jī)H為1.85～4.95 mm,監(jiān)測(cè)曲線趨于平直,未出現(xiàn)階梯型上升的特征,滑坡已無(wú)明顯位移變形。

樹(shù)坪滑坡應(yīng)急治理工程實(shí)施后業(yè)已經(jīng)過(guò)2015、2016年二個(gè)水文年的檢驗(yàn),通過(guò)前述樹(shù)坪滑坡應(yīng)急治理工程實(shí)施前后的變形對(duì)比分析表明,應(yīng)急治理工程實(shí)施之后滑坡已無(wú)明顯位移變形,庫(kù)區(qū)退水期間滑坡的突變特征消失,說(shuō)明應(yīng)急治理工程取得了良好效果,達(dá)到了“有效減緩滑坡的位移速率,從而防止樹(shù)坪滑坡在庫(kù)水退水周期或強(qiáng)降雨期間產(chǎn)生整體變形破壞”這一治理目標(biāo)。

4 結(jié)語(yǔ)

樹(shù)坪滑坡規(guī)模巨大,工程地質(zhì)條件及變形機(jī)理十分復(fù)雜,而樹(shù)坪滑坡的應(yīng)急治理工程通過(guò)科學(xué)的治理工程設(shè)計(jì)、有限的工程投資達(dá)到了既定治理目標(biāo),通過(guò)二個(gè)水文年的檢驗(yàn),治理效果顯著。對(duì)于規(guī)模巨大的滑坡,歷來(lái)有效治理就是一個(gè)難題,樹(shù)坪滑坡的應(yīng)急治理工程取得的成功經(jīng)驗(yàn),對(duì)三峽庫(kù)區(qū)乃至全國(guó)其它地區(qū)的大型、特大型滑坡的治理極具借鑒和參考意義。

[1] 湖北省地質(zhì)環(huán)境總站.湖北省三峽庫(kù)區(qū)后續(xù)地質(zhì)災(zāi)害防治秭歸縣樹(shù)坪滑坡應(yīng)急治理工程設(shè)計(jì)[R].武漢:湖北省地質(zhì)環(huán)境總站,2013.

[2] 三峽大學(xué)土木與建筑學(xué)院.三峽庫(kù)區(qū)秭歸縣地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警工程專業(yè)監(jiān)測(cè)月報(bào)(2016年8月)[R].宜昌:三峽大學(xué)土木與建筑學(xué)院,2016.

(責(zé)任編輯：于繼紅)

Analysis on the Effect of Emergency Management of Shuping Landslide

NIE Bangliang, YE Yicheng, LIAO Weijie
(HydrogeologyandEngineeringGeologybrigadeofHubeiGeologicalBureau,Jingzhou,Hubei443000)

The authors introduce the characteristics and emergency treatment measures of Shuping landslide,especially contrast the deformation characteristics of the landslide before and after the emergency treatment project,also evaluate and analyse the effect of emergency treatment measures scientifically.It shows that the emergency treatment project of Shuping landslide has reached the goal of governance,and the effect of the treatment is remarkable,which provides a strong reference and significance for large wading landslide in Three Gorges Reservoir Area.

landslide; emergency management; effect

2016-10-28;改回日期:2016-11-17

聶邦亮(1973-),男,高級(jí)工程師,水工環(huán)專業(yè),從事水文地質(zhì)、工程地質(zhì)勘查及地質(zhì)災(zāi)害勘查、設(shè)計(jì)工作。E-mail:329414677@qq.com

P642.22

A

1671-1211(2017)02-0170-03

10.16536/j.cnki.issn.1671-1211.2017.02.010

數(shù)字出版網(wǎng)址:http://www.cnki.net/kcms/detail/42.1736.X.20170314.0825.018.html 數(shù)字出版日期:2017-03-14 08:25