實(shí)例探析三峽庫區(qū)滑坡對(duì)錨地設(shè)計(jì)的影響

王海濱 陳軒 肖玉華

隨著三峽樞紐蓄水，三峽庫區(qū)航道條件大大提高，帶動(dòng)長江上游航運(yùn)的快速發(fā)展，過閘貨運(yùn)量和船舶數(shù)量快速增長，三峽船閘提前19年達(dá)到設(shè)計(jì)通過能力，大量船舶在庫區(qū)停泊待閘成為常態(tài)?；诖耍枰诂F(xiàn)有近壩待閘錨地的基礎(chǔ)上向庫區(qū)上游水域擴(kuò)展，建設(shè)一定規(guī)模的船舶待閘錨地。

一、項(xiàng)目前期工作情況

項(xiàng)目位于長江三峽庫區(qū)歸州水道右岸，由兩個(gè)區(qū)域組成，新建10個(gè)靠船錨泊點(diǎn)，每個(gè)錨泊點(diǎn)由2個(gè)系靠船墩組成。單座系靠船墩采用高樁墩臺(tái)結(jié)構(gòu)，墩臺(tái)上部設(shè)置4根鋼筋混凝土立柱，墩臺(tái)下部采用9根鉆孔灌注樁。為保證選址的安全性、合理性，在工程可行性研究階段開展選址區(qū)域的地質(zhì)勘察與地災(zāi)評(píng)估工作。通過地質(zhì)調(diào)繪、地質(zhì)鉆探、原位測試、室內(nèi)試驗(yàn)等手段對(duì)區(qū)域地質(zhì)情況進(jìn)行評(píng)價(jià)。

在地質(zhì)鉆探過程中發(fā)現(xiàn)部分鉆孔位置巖基以下夾有土層，孔深大大超出附近鉆孔，判斷存在滑坡的隱患。經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查及收集的資料分析表明，評(píng)估區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害類型以滑坡為主，經(jīng)統(tǒng)計(jì)，存在楚王井、蓮花沱I號(hào)、蓮花沱Ⅱ號(hào)和上石門共四處滑坡位于長江右岸錨地區(qū)域附近。工程區(qū)位置及滑坡體具體分布見圖1。

圖1 工程區(qū)位置及主要滑坡分布

二、區(qū)域工程地質(zhì)條件

根據(jù)庫岸滑坡的特點(diǎn)及成因，對(duì)工程區(qū)的地形地貌、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)條件進(jìn)行簡要分析。

1.地形地貌

評(píng)估區(qū)地貌單元為長江三峽侵蝕中低山寬谷地貌，兩岸多為低山剝蝕地貌，地形起伏大，呈對(duì)稱型谷坡，水庫蓄水位145m～175m（資用吳淞高程，下同）之間兩岸多為裸露的風(fēng)化巖，無植被；175m高程水庫淹沒線以上植被茂密。

2.地層巖性及構(gòu)造

工程區(qū)出露地層，主要有侏羅系中統(tǒng)聶家山組（J2n）地層、侏羅系中統(tǒng)上沙溪廟組地層（J2s）、侏羅系中統(tǒng)下沙溪廟組地層（J2x）和侏羅系上統(tǒng)遂寧組地層（J3S）和第四系全新統(tǒng)殘（崩）坡積層及人工堆積物。其中，巖性以中至厚層砂巖、泥質(zhì)粉砂巖為主，夾泥巖或互層，層狀結(jié)構(gòu)，砂巖裂隙發(fā)育，泥巖易風(fēng)化，巖質(zhì)較軟，為軟硬相間結(jié)構(gòu)。

3.水文地質(zhì)條件

區(qū)域內(nèi)地表水主要為長江及其支流吒溪河、舊州河，地下水包括主要賦存在溝谷地帶的第四系松散堆積物及基巖全風(fēng)化帶中的孔隙水，主要賦存于基巖強(qiáng)風(fēng)化帶的孔隙、裂隙中的孔隙～裂隙水及主要賦存在中等、微風(fēng)化巖體中的裂隙水。地下水主要受大氣降水、岸坡居民生活排放廢水和江水、溪水補(bǔ)給，呈動(dòng)態(tài)季節(jié)變化。

三、工程區(qū)域滑坡典型分析

考慮到蓮花沱滑坡Ⅰ號(hào)、Ⅱ號(hào)處于錨地兩處工程區(qū)域之間，距離上、下錨泊點(diǎn)較遠(yuǎn)，張勤麗等在《三峽庫區(qū)秭歸縣蓮花沱Ⅰ號(hào)滑坡穩(wěn)定性分析》中已對(duì)該滑坡進(jìn)行詳細(xì)分析，此處僅針對(duì)楚王井滑坡和上石門滑坡進(jìn)行典型分析。

1.滑坡特征

通過地質(zhì)調(diào)繪和地質(zhì)鉆探可知，楚王井滑坡和上石門滑坡具有極高的相似性。兩處滑坡平面均呈舌形（見圖2、圖3），滑坡剖面呈凸形，上陡下緩。其中，楚王井滑坡面積約10×104m2，體積約150×104m3；上石門滑坡面積約3.8×104m2，體積約76×104m3。

圖2 楚王井滑坡平面圖

圖3 上石門滑坡全貌圖

2.滑坡成因

三峽庫區(qū)蓄水后，整個(gè)庫區(qū)的水作用構(gòu)成和水作用方式都較蓄水前發(fā)生了根本性改變。由于庫水對(duì)庫岸滑坡的作用非常復(fù)雜，其水文地質(zhì)、工程地質(zhì)環(huán)境各不相同，庫水對(duì)其作用也不同。結(jié)合楚王井和上石門兩處滑坡特點(diǎn)，初步判斷如下：

（1）庫水對(duì)庫岸坡體的改造作用。三峽水庫運(yùn)行主要依據(jù)《三峽(正常運(yùn)行期) -葛洲壩水利樞紐梯級(jí)調(diào)度規(guī)程》進(jìn)行調(diào)度，庫區(qū)水位在145 m～175m之間周期性波動(dòng)。水位的升降使得位于庫水位變化消落帶上的坡體前緣巖體處于飽和狀態(tài)，巖體力學(xué)性質(zhì)降低。受到庫水的沖刷、浪蝕和掏蝕作用，產(chǎn)生崩塌、塌滑等破壞變形，進(jìn)而可能牽引后方邊坡變形，致使整體失穩(wěn)。

（2）庫水對(duì)庫岸坡體巖土性質(zhì)的影響。三峽水庫蓄水后使得部分滑坡坡體長期處于水的浸泡之下，水下巖土體基本處于飽和狀態(tài)，其物理化學(xué)性質(zhì)受到很大影響。巖土體在庫水作用下可能發(fā)生軟化、泥化，可溶巖遇水發(fā)生潛蝕、溶蝕，對(duì)某些巖土體可能發(fā)生膨脹、崩解。這些可能導(dǎo)致庫岸坡體沿滑動(dòng)面（潛在滑動(dòng)面）發(fā)生變形破壞。

（3）庫水對(duì)庫岸坡體內(nèi)地下水系統(tǒng)的作用。庫岸坡體內(nèi)的地下水會(huì)隨著庫水位的上升（下降）而上升（下降），但坡體內(nèi)地下水的升降與庫水位相比存在明顯的滯后現(xiàn)象。庫水位上升時(shí)，會(huì)對(duì)庫岸坡體產(chǎn)生托付力，降低坡體的抗滑力，進(jìn)而影響整體穩(wěn)定；庫水位下降時(shí)，由于庫水位下降較快，而地下水位的降低存在滯后，因此在坡體內(nèi)將會(huì)形成較大的水力坡度，產(chǎn)生滲流，滲流不僅會(huì)帶走巖體中的微小顆粒、降低其力學(xué)強(qiáng)度，還會(huì)對(duì)坡體的穩(wěn)定性造成不利影響。

3.滑坡穩(wěn)定性及風(fēng)險(xiǎn)分析

經(jīng)過評(píng)估，當(dāng)前兩處滑坡處于整體基本穩(wěn)定、局部欠穩(wěn)定狀態(tài)，由于兩處滑坡所處斜坡以砂泥巖層為主，且向長江傾斜，隨著庫水位升降及降雨等因素影響，斜坡易向長江方向產(chǎn)生滑動(dòng)?？赏茢鄡商幓麦w在每年庫水位漲落期及汛期（6～9月）發(fā)生塌滑、失穩(wěn)的可能性較大，應(yīng)在施工期加強(qiáng)監(jiān)測。

工程施工過程開挖擾動(dòng)可能對(duì)附近滑坡體造成一定影響，可導(dǎo)致局部形成切坡，易形成以局部坍滑、崩塌為主的邊坡變形，牽引上部滑體活動(dòng)造成整體失穩(wěn)。為了避免滑坡失穩(wěn)的風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)設(shè)計(jì)方案錨泊點(diǎn)數(shù)量和位置進(jìn)行調(diào)整，經(jīng)調(diào)整后錨泊點(diǎn)距離滑坡區(qū)較遠(yuǎn)，施工引發(fā)或加劇滑坡的可能性較小。

四、結(jié)語

1.通過評(píng)估，工程區(qū)域周圍的不良地質(zhì)條件主要是滑坡，影響較大的為楚王井滑坡和上石門滑坡。

2.兩處滑坡的成因主要是庫水改變其巖土性質(zhì)和地下水系統(tǒng)，控制穩(wěn)定性的內(nèi)在因素有地形地貌、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造和水文地質(zhì)條件等，影響穩(wěn)定性的外在因素包括庫水位升降、降雨和工程活動(dòng)等。

3.兩處滑坡目前處于整體基本穩(wěn)定、局部欠穩(wěn)定狀態(tài)，經(jīng)過調(diào)整，施工區(qū)距離滑坡區(qū)較遠(yuǎn)，但在施工期應(yīng)加強(qiáng)變形監(jiān)測。