三峽庫區(qū)白水河滑坡變形分析及評(píng)價(jià)

楊何，曹陽健

三峽庫區(qū)白水河滑坡變形分析及評(píng)價(jià)

楊何1，曹陽健2

（1.重慶黃金建設(shè)（集團(tuán)）有限公司，重慶忠縣404300；2.成都理工大學(xué)環(huán)境與土木工程學(xué)院，四川成都610059）

針對(duì)三峽庫區(qū)白水河滑坡體局部復(fù)活、開展對(duì)其實(shí)施復(fù)合預(yù)警監(jiān)測(cè)。通過對(duì)三峽庫區(qū)白水河滑坡的地表宏觀變形和監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析，研究庫區(qū)水位變化和降雨對(duì)滑坡的影響機(jī)理，并對(duì)白水河滑坡變形現(xiàn)狀及趨勢(shì)進(jìn)行評(píng)價(jià)與預(yù)測(cè)，結(jié)果認(rèn)為，降水坡水庫水位下降是滑坡復(fù)活的誘發(fā)因素，兩者疊加作用造成滑坡體穩(wěn)定性下降。通過變形加速度及裂縫分期配套分析，截止2010年7月滑坡仍處于勻速變形階段。

三峽庫區(qū)；滑坡變形；庫水位；降雨；分析評(píng)價(jià)

三峽庫區(qū)位于川鄂交界的山地峽谷區(qū)，兩岸滑坡分布相當(dāng)廣泛[1]。三峽水庫自2003年蓄水以來，由于庫水的大幅上升和周期調(diào)控作用的影響，使得該地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害問題重重[2]，主要體現(xiàn)在以下三個(gè)方面：大量新生滑坡出現(xiàn)；原有滑坡變形加??；同時(shí)也誘發(fā)了老滑坡。

根據(jù)降雨和庫水位等因素對(duì)滑坡的影響，將滑坡分為庫水型滑坡、降雨型滑坡和庫水-降雨復(fù)合型滑坡3種類型[3]。本文基于白水河滑坡的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)滑坡的宏觀變形裂縫、累計(jì)位移和變形速率等演變特征進(jìn)行分析，以此研究降雨和庫水位變動(dòng)聯(lián)合作用下滑坡的穩(wěn)定性。

1 白水河滑坡工程地質(zhì)特征

白水河滑坡位于湖北省秭歸縣沙鎮(zhèn)溪鎮(zhèn)的樂豐村，為深層大型土質(zhì)滑坡?；缕矫嫘螒B(tài)呈不規(guī)則長(zhǎng)方形，左右寬約450 m，長(zhǎng)約350 m，面積約16×104m2，體積約550萬m3，變形體平均厚度約35 m，主滑方向NNE20°?；鏋闅埰路e層與基巖接觸帶，厚約0.9～3.1 m，折線形?；禄鶐r巖性為中厚層砂巖夾薄層泥巖，產(chǎn)狀15°∠36°，巖層中節(jié)理裂隙發(fā)育；滑體物質(zhì)主要由第四系殘坡積碎石土組成，碎石含量20%～40%?；鹿こ痰刭|(zhì)平剖面圖見圖1、圖2。

圖1 白水河滑坡2-2’剖面工程地質(zhì)圖

圖2 白水河滑坡工程地質(zhì)平面圖（預(yù)警區(qū)）

2 滑坡體變形特征

2.1 地表變形特征

據(jù)相關(guān)資料[4]，2004年7月，白水河滑坡局部復(fù)活。復(fù)活變形體位于原滑坡中前部，東側(cè)邊界與原滑坡重合，為黃土包凹槽，西側(cè)邊界為原滑坡內(nèi)部的山羊溝，后緣平均高程約250 m，前緣沒入水下?；聫?fù)活區(qū)東側(cè)邊界附近發(fā)育有一條走向?yàn)镹E17°的長(zhǎng)大拉張裂縫，裂縫長(zhǎng)約256 m，寬約5 cm～60 cm，裂縫下挫約4 cm～50 cm。2007年6月26日東側(cè)近后緣處沿江公路邊還發(fā)育一條走向NE30°的長(zhǎng)大拉張裂縫，長(zhǎng)約30 m，寬1 cm～5 cm，下挫1 cm～20 cm；同時(shí)滑坡中部由于2007年6月30日暴雨導(dǎo)致有約10×104m3的土體滑移，該滑移體前部以沙-黃公路為界，南北向長(zhǎng)約100 m，東西向沿公路寬約220 m，平均寬度170 m?；麦w變形最明顯的部位為滑坡東側(cè)與南側(cè)邊界。在滑坡復(fù)活變形區(qū)西側(cè)邊界附近可見發(fā)育有走向?yàn)镹W50°～60°的羽狀、階梯狀裂縫，但規(guī)模一般較小，裂縫長(zhǎng)度約12 m～38 m，寬3 cm～30 cm，下挫距離4 cm～30 cm，以橫向拉張裂縫為主，偶爾可見縱向剪切裂縫，未見貫通性長(zhǎng)大裂縫。其它裂縫主要發(fā)育在地形變化較大的滑坡前緣東部區(qū)域，以拉張裂縫為主，裂縫長(zhǎng)度約6 m～118 m，走向NW30°～80°，寬3 cm～30 cm，下挫距離4 cm～150 cm。

2.2 監(jiān)測(cè)資料分析

白水河滑坡專業(yè)監(jiān)測(cè)從2003年6月開始實(shí)施，復(fù)活預(yù)警區(qū)內(nèi)監(jiān)測(cè)點(diǎn)ZG93、ZG118和新增監(jiān)測(cè)點(diǎn)XD-01、XD-02、XD-03、XD-04同步變形，且在2007年5月之后變形迅速增大。本文選取東側(cè)邊界XD-01，西側(cè)邊界ZG118以及滑坡中部的XD-02、XD-04監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行分析（圖3、圖4）。

圖3 滑坡累計(jì)位移和降雨關(guān)系

圖4 滑坡累計(jì)位移和庫水位關(guān)系

自2003年7月到2010年7月，東側(cè)邊界XD-01#監(jiān)測(cè)點(diǎn)測(cè)得累計(jì)變形2504.2 mm，西側(cè)邊界ZG118#監(jiān)測(cè)點(diǎn)測(cè)得累計(jì)位移2029.8 mm，中部XD-02#、XD-04#累計(jì)測(cè)得位移量分別為1475.33 mm和1248.1 mm。在2007年4月之前，各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位移較小，監(jiān)測(cè)點(diǎn)ZG118#在此期間監(jiān)測(cè)到平均位移速率為0.47mm/d，位移-時(shí)間曲線近似呈線性關(guān)系，此時(shí)滑坡處于勻速變形狀態(tài)[5]；隨后5～7月，該滑坡位移速率急速增大，特別是進(jìn)入7月份之后，監(jiān)測(cè)點(diǎn)XD-01#最大單日位移達(dá)到50.85 mm，3個(gè)月內(nèi)的水平位移量達(dá)到1406 mm，同時(shí)其他GPS監(jiān)測(cè)點(diǎn)也有類似變化，都發(fā)生較大水平位移；9月份之后滑坡變形又趨于穩(wěn)定，之后滑坡的位移-時(shí)間曲線呈周期性的階躍式上升，但幅度有所減小。

可見，監(jiān)測(cè)所表現(xiàn)出的變形特征與地表宏觀變形特征一致，滑坡東側(cè)發(fā)育有局部貫通裂縫，變形較大，其監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)也顯示東側(cè)邊界變形大于滑坡其他部位。

3 變形誘發(fā)因素分析

滑坡累計(jì)位移量和降雨關(guān)系圖（圖3）顯示，每年6月～9月的雨季，白水河滑坡的位移均會(huì)出現(xiàn)不同程度的階躍式增長(zhǎng)，分析認(rèn)為這是由于該段時(shí)間內(nèi)的集中降雨，導(dǎo)致滑坡巖土體的非飽和區(qū)飽和度增大，有效應(yīng)力減小，間接地增加了滑體的總重度，增大了下滑力。同時(shí)，由于堆積體較為松散，降雨易入滲至滑帶區(qū)域，雨水的浸泡會(huì)削弱滑帶土的抗剪強(qiáng)度，從而導(dǎo)致滑坡穩(wěn)定性降低。圖3顯示變形一般略滯后于降水，這主要與降雨量、降雨強(qiáng)度、滑坡體性質(zhì)和規(guī)模以及降雨前滑坡體的穩(wěn)定程度有關(guān)[6]。而由于在每年9月至次年4月期間的降雨量明顯小于每年5月～8月的集中降雨，此時(shí)滑坡變形監(jiān)測(cè)曲線則趨于平緩，此間滑坡位移較小。

此外，庫水位變動(dòng)也是影響滑坡穩(wěn)定的一個(gè)重要因素，圖4顯示滑坡變形與庫水位下降之間具有很強(qiáng)的相關(guān)性：即水庫開始蓄水后，到每年的5～6月份，三峽水庫水位從159 m下降至145 m（2009年之后為自175 m下降至145 m），此時(shí)滑坡變形監(jiān)測(cè)曲線出現(xiàn)較大幅度的上揚(yáng)。這主要是由于白水河滑坡為動(dòng)水壓力型滑坡，其滑體物質(zhì)主要為滲透性不良粉質(zhì)粘土，當(dāng)水庫泄水時(shí)，由于地下水滲透速度慢，導(dǎo)致庫水位與地下水位之間的水力梯度增大，形成正落差，地下水向著坡體外側(cè)的方向滲流，同時(shí)產(chǎn)生同方向的滲透壓力，不利于滑坡穩(wěn)定。

圖4還顯示出一個(gè)問題：2007年6月位移監(jiān)測(cè)曲線出現(xiàn)的階躍式上揚(yáng)幅度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于之前的上揚(yáng)幅度。從滑坡的工程地質(zhì)剖面圖可見，其下部的抗滑段傾角較小，因此該段在庫水位較低情況下能提供較大的抗滑力。據(jù)圖4，在2007年之前，三峽庫區(qū)最高蓄水位僅為140 m，此時(shí)，下部抗滑段的抗滑力較大，滑坡處于勻速變形狀態(tài)；水庫增加蓄水后，下部抗滑段產(chǎn)生浮托減重效應(yīng)；同時(shí)，因?yàn)榘姿踊碌幕瑤槟噘|(zhì)粉砂巖，遇水軟化，進(jìn)一步降低了滑帶下部抗滑段的抗剪強(qiáng)度。以上因素綜合作用，導(dǎo)致白水河滑坡在2007年6月發(fā)生較大的變形。

綜上，降水及庫水位下降是白水河滑坡復(fù)活的誘發(fā)因素，兩者疊加作用于滑坡體時(shí)，其位移會(huì)大幅增加，穩(wěn)定性顯著下降。

4 滑坡變形趨勢(shì)分析及評(píng)價(jià)

根據(jù)白水河滑坡監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)得出其位移速率-時(shí)間曲線；將位移速率對(duì)時(shí)間求導(dǎo)可得到位移加速度-時(shí)間曲線，如圖5。

圖5顯示，在斜坡從監(jiān)測(cè)初期到2010年7月，其加速度值基本保持在0附近作上下振蕩，期間雖然有較大變形，但加速度始終都在±0.25 mm/d2的范圍內(nèi)震蕩，并且隨后加速度的波動(dòng)范圍又開始縮小到監(jiān)測(cè)初期的水平，沒有出現(xiàn)進(jìn)入加速階段的加速度變化特征[7]。而在勻速變形階段，加速度a主要以0為中心作上下振蕩，其宏觀上（均值）基本為0。由此判定該滑坡截止到2010年7月仍然處于勻速變形階段。

通過地表變形特征分析，白水河滑坡只在東側(cè)邊界存在有相對(duì)連通的裂縫。可見，白水河滑坡的裂縫體系還未出露完整，滑坡整體滑動(dòng)邊界還未形成，因此，從滑坡空間演化的角度判斷，滑坡目前尚未進(jìn)入加速狀態(tài)。

綜合以上分析，可以判定白水河截止到2010年7月，盡管監(jiān)測(cè)期間出現(xiàn)了較大的位移變化，但仍未進(jìn)入加速變形階段。

圖5 滑坡變形速率及加速度曲線

5 結(jié)論

（1）從2007年7月出現(xiàn)較大變形后，白水河滑坡變形呈現(xiàn)階躍式特征，滑坡東側(cè)邊界和后緣變形大于前緣，表現(xiàn)為漸進(jìn)推移式滑坡。

（2）白水河滑坡變形的重要影響因素為庫水位和降雨。在兩者疊加作用下更為顯著，因此其動(dòng)力成因可歸結(jié)為“庫水-降雨復(fù)合型”滑坡。

（3）通過變形加速度及滑坡裂縫分期配套分析，判斷白水河滑坡仍未進(jìn)入加速變形，截止到2010年7月仍處于勻速變形階段。

[1]汪華斌,吳樹仁,汪稔.長(zhǎng)江三峽庫區(qū)滑坡滅害危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)[J].長(zhǎng)江流域資源與環(huán)境,1998,7(2):186-192.

[2]劉廣潤(rùn),晏鄂川.三峽庫區(qū)地質(zhì)災(zāi)害特征及防災(zāi)工作要點(diǎn)[J].資源環(huán)境與工程,2005,19(3):147-149.

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[7]許強(qiáng),曾裕平.具有蠕變特點(diǎn)滑坡的加速度變化特征及臨滑預(yù)警指標(biāo)研究[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào),2009,28(6):1099-1106.

Deformation Analysis and Evaluation of Baishuihe Landslide in Three Gorges Reservoir Area

Yang He,Cao Yangjian
（Chongqing Gold Construction(Group)Co.,Ltd Zhongxian 404300,Chongqing；School of Environment and Civil Engineering,Chengdu University ofTechnology Chengdu 610059,Sichuan）

Aimingat the local resurrection ofthe Baishui River landslide in the Three Gorges Reservoir area,the compound early warningmonitoringwas carried out.Based on the analysis ofthe macroscopic deformation and monitoringdata ofBaishuihe landslide in the Three Gorges Reservoir area,the influence ofwater level change and rainfall on landslide is studied,and the present situation and trend ofBaishui River landslide deformation are forecasted and predicted.The results showthat the precipitation The decline ofwater level is the predisposingfactor oflandslide resurrection,and the superposition ofthe twocauses the landslide stability todecrease.Through the deformation acceleration and fracture stagingsupporting analysis,as ofJuly 2010 the landslide is still in the uniformdeformation stage.

ThreeGorgesReservoirarea；Landslidedeformation；Reservoirwaterlevel；rainfallandanalysisandevaluation

P642.22

A

1673-9000（2017）02-0105-03

2016-11-09

楊何（1985-），男，四川射洪人，工程師，主要從事水利水電工程施工管理工作。