卡卡2#滑坡體的成因機制及穩(wěn)定性研究

許月華 董 濤

（浙江華東建設(shè)工程有限公司 浙江杭州 310030）

1 滑坡區(qū)概況

滑坡區(qū)所處大地構(gòu)造單元屬松潘—甘孜地槽褶皺系巴顏喀拉冒地槽褶皺帶內(nèi)，區(qū)內(nèi)下伏基巖地層為志留系茂縣群（第①層），根據(jù)地質(zhì)測繪及鉆探成果，卡卡滑坡區(qū)第四系地層按成因類型可劃分為坡積含礫粉土層（③-2層）、混合土碎石層（③-1層）及滑帶含礫低液限黏土（②層）。

工程區(qū)位于巴顏喀拉山地震帶內(nèi)，最大地震為2008年5月12日汶川8級特大地震，歷史上主要發(fā)生的破壞性地震和周邊大地震對該地區(qū)影響烈度大于等于Ⅵ度的共有12次，對本工程影響最大烈度為Ⅵ度。

2 滑坡特征

2.1 分布范圍及形態(tài)規(guī)模

卡卡2#滑坡體距離壩址上游約1.40km，總體呈二級臺地地貌。高程2025m以下至河水位為一級斜坡臺地，坡度5°～20°；高程2200～2550m為二級斜坡臺地，地形坡度10°～20°；兩級臺地間為陡坡地形，總體坡度40°～50°。滑坡體前緣剪出口高程約2120m，剪出口以上為滑坡堆積物，剪出口以下為傾倒變形基巖，巖性為長英質(zhì)變粒巖、石英巖等。滑坡后緣高程約2550m，后緣以上為巖質(zhì)陡坡，地形坡度30°～35°，出露巖性為二云英片巖夾長英質(zhì)變粒巖。

根據(jù)勘察成果估算，卡卡2#滑坡體沿主滑方向長約900m，沿河寬約550m，平面面積約0.42km2，滑坡堆積層厚度一般20～50m，總方量約1500 萬 m3。

圖1 卡卡2#滑坡體工程地質(zhì)

2.2 滑體土特征

據(jù)鉆探和地面調(diào)查資料顯示，滑坡的滑體物質(zhì)主要表現(xiàn)由以下兩層構(gòu)成：

③-1層混合土碎石層為滑坡堆積物，是構(gòu)成滑坡體的主體物質(zhì)，位于滑帶（②層）以上，該層層厚較均勻，鉆孔揭露厚度25～35m，中部略厚于邊緣。

③-2層含礫粉土，廣布于滑坡體所處庫岸兩級臺地表部，為坡積成因，覆蓋于滑體（③-1層）表部?？ɑ麦w范圍內(nèi)鉆孔揭露該層厚度較薄，層厚一般5～10m。

2.3 滑帶（面）土特征

滑坡主滑面為②層含礫低液限粘土與基巖滑床的接觸面。根據(jù)鉆孔揭露的滑帶土，可見明顯的擦痕和鏡面現(xiàn)象；滑帶土呈軟塑～硬塑狀，其黏粒及粉粒含量高，工程性狀軟弱，鉆孔揭露該層厚度一般3～12m。

2.4 滑床特征

根據(jù)勘察資料，滑坡的滑床巖性主要為變粒巖，產(chǎn)狀N25～40°W，NE∠50～75°，滑坡體中前部下伏巖體傾倒變形，產(chǎn)狀 N20～50°W，NE∠40～70°，勘探揭露滑床基巖多處見擠壓錯動痕跡。

2.5 滑坡變形特征

經(jīng)現(xiàn)場勘察，卡卡滑坡體從后緣至前緣河漫灘，全區(qū)范圍內(nèi)坡體表面未發(fā)現(xiàn)有隆起、塌陷及拉張裂縫等變形跡象。但在滑坡體前緣剪出口所處陡坡部位，在暴雨情況下坡體上部的滑坡堆積層存在局部小規(guī)?？逅F(xiàn)象。

3 滑坡成因機制分析

分析卡卡2#滑坡體地層結(jié)構(gòu)、所處庫岸地形地貌以及大渡河演化過程，可推測卡卡滑坡體為推移式覆蓋層滑坡，滑坡成因過程大致劃分為以下三階段：

第一階段：末次冰期以前，大渡河河谷穩(wěn)定，下切緩慢，河水位較高，于右岸高程約2200m以上形成緩斜坡河床及邊灘。古岸坡坡面覆蓋層堆積，物質(zhì)組成為坡積、崩坡積、冰水堆砌物等。

第二階段：河谷演化進入末次冰期，大渡河快速下切，形成陡峻深切河谷；受高地應(yīng)力釋放作用影響，岸坡巖體產(chǎn)生卸荷強烈并傾倒變形；同時期原始高位河床演化成為谷肩臺地，地表巖體風(fēng)化、破碎；卡卡村上游側(cè)沖溝基本形成。至此，右岸岸坡臨空面形成，受岸坡傾倒變形、地下水下滲及沖溝切割解除側(cè)緣束縛等影響，坡面覆蓋層在重力作用下中后部發(fā)生向河的蠕變變形。

第三階段：坡面巖體風(fēng)化破碎程度加深，基覆界面阻滑作用減弱；覆蓋層中后部蠕變累積達到最大變形，順坡向重力分量增大；在暴雨或地震等外因誘發(fā)下，堆積體中后部推動前緣，覆蓋層整體失穩(wěn)滑動，形成卡卡2#滑坡。

4 滑坡穩(wěn)定性分析

4.1 穩(wěn)定性計算

滑坡的穩(wěn)定性計算采用極限平衡計算，本次穩(wěn)定性選取具代表性的剖面進行計算，分別對剖面的指定畫面1、2、3在不同工況下的穩(wěn)定性進行計算。

4.2 計算工況

根據(jù)滑坡影響因素及滑坡所處周邊環(huán)境，選擇6種計算工況，分別為天然狀況、正常蓄水、天然+暴雨、蓄水+暴雨、天然+地震、蓄水+地震。滑坡區(qū)抗震設(shè)防烈度為Ⅶ度，設(shè)計基本地震加速度為0.03g。

4.3 計算參數(shù)的選取

根據(jù)試驗成果，并類比臨近地區(qū)相關(guān)工程經(jīng)驗，卡卡2#滑坡體的滑體土及滑帶土建議取值見表1。

表1 卡卡2#滑坡體各巖土層物理力學(xué)參數(shù)建議值

4.4 穩(wěn)定性分析

卡卡2#滑坡體位于近壩庫岸，規(guī)模巨大，根據(jù)其對樞紐建筑物的影響程度，按照《水電水利工程邊坡設(shè)計規(guī)范》（DL/T 5353—2006）判定其屬于B類Ⅱ級邊坡，不同工況下的安全評價標(biāo)準(zhǔn)：持久工況下安全系數(shù)評價標(biāo)準(zhǔn)為1.05，短暫工況下安全系數(shù)評價標(biāo)準(zhǔn)為1.05，偶然工況下安全系數(shù)評價標(biāo)準(zhǔn)為1.00。各指定滑面各工況下的安全系數(shù)見表2。

表2 卡卡2#滑坡體各指定滑面安全系數(shù)

從以上穩(wěn)定性計算結(jié)果可知：蓄水前各工況下沿指定滑面1、2邊坡穩(wěn)定、安全，均滿足設(shè)計安全要求；蓄水后沿指定滑面1、2各工況安全系數(shù)均略有下降，但無顯著影響，邊坡仍穩(wěn)定、安全，均滿足安全設(shè)計要求。天然、蓄水工況下沿指定滑面3安全系數(shù)分別為1.055、1.045，邊坡整體穩(wěn)定、安全，滿足邊坡設(shè)計最低安全標(biāo)準(zhǔn)；暴雨、蓄水+暴雨工況下沿指定滑面3安全系數(shù)分別為1.031、1.023，邊坡基本穩(wěn)定，但安全度不足。按照設(shè)計地震峰值加速度，地震、蓄水+地震工況下沿指定滑面3安全系數(shù)分別為0.966、0.957，邊坡不穩(wěn)定，可能產(chǎn)生失穩(wěn)滑動。

綜上所述，卡卡2#滑坡體指定滑面1、2在各工況下邊坡穩(wěn)定、安全，均滿足設(shè)計安全要求；指定滑面3在暴雨、蓄水+暴雨地震、蓄水+地震工況下均不滿足邊坡設(shè)計要求。

5 結(jié)論

根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查、測繪、鉆探以及室內(nèi)試驗成果，采用地質(zhì)分析和穩(wěn)定性計算等方法，全面、系統(tǒng)地查明了卡卡2#滑坡的復(fù)活變形的環(huán)境地質(zhì)條件和基本特征。根據(jù)勘察資料，可得出如下結(jié)論：

（1）卡卡2#滑坡的失穩(wěn)變形是本區(qū)特定的地質(zhì)環(huán)境和人為活動作用的結(jié)果。

（2）卡卡2#滑坡體長約900m，寬100m，面積約0.42km2，滑體平均厚度20～50m，滑體體積約1500萬m3，巨型厚層滑坡。

（3）卡卡2#滑坡為一覆蓋層滑坡，滑坡屬推移式滑坡。

（4）卡卡2#滑坡體指定滑面1、指定滑面2在各工況下邊坡穩(wěn)定、安全，均滿足設(shè)計安全要求；指定滑面3在暴雨、蓄水+暴雨地震、蓄水+地震工況下均不滿足邊坡設(shè)計要求。

（5）卡卡2#滑坡體的大面積失穩(wěn)將嚴重威脅卡卡村居民生命財產(chǎn)安全，滑坡體所處河段河谷較寬，失穩(wěn)可造成涌浪、水庫淤積以及局部河道堵塞，但不致于形成堵江。