三峽庫區(qū)巫山縣龔家方至獨(dú)龍斜坡地質(zhì)災(zāi)害特征與穩(wěn)定性評價(jià)

（1.地質(zhì)工程與測繪學(xué)院，長安大學(xué)，陜西 西安 710054；2.重慶市地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局208 地質(zhì)隊(duì)；3.重慶市地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局107 地質(zhì)隊(duì)）

0 引言

三峽庫區(qū)巫山縣龔家方至獨(dú)龍斜坡及到長江航道，一旦危巖失穩(wěn)導(dǎo)致大部分危巖或整體危巖垮塌將造成較大涌浪，將對長江航道的過往船只和附近巫山縣城碼頭設(shè)施及船舶造成極大危害，因此，研究庫區(qū)邊坡的地質(zhì)災(zāi)害特征，并對其進(jìn)行穩(wěn)定性評價(jià)，具有十分重要的意義。

1 工程地質(zhì)條件與水文地質(zhì)條件

1.1 工程地質(zhì)條件

巫山縣巫峽鎮(zhèn)龔家方至獨(dú)龍斜坡位于長江左岸，行政區(qū)劃屬于重慶市巫山縣巫峽鎮(zhèn)，距巫山城區(qū)水平距離為4.5～9 km。斜坡區(qū)以水上航運(yùn)與主城區(qū)相連，但斜坡地形坡度陡，無人居住，交通不便。長江是該區(qū)段的水上交通命脈。

區(qū)內(nèi)屬侵蝕中低山河谷地貌區(qū)，山勢呈NEE 展布，長江河底最低點(diǎn)高程約30m，山脊頂點(diǎn)相對長江河谷谷底高差約1182 m。山脊南北坡向差異較大，北側(cè)為順坡地形，自然坡角約36～45°，南側(cè)山坡為逆坡向，不同高程段坡角變化明顯，以高程500m 為分界線高程小于500 m 處邊坡坡角范圍為30～56°，大于500 m 以逐漸傾陡，邊坡坡角范圍60～75°。500 m 高程以下邊坡由于相對上部山坡較緩，且瀕臨長江，因此自然降雨后侵蝕邊坡，沖溝十分發(fā)育，并在坡腳處受到長江的侵蝕切割。經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查和統(tǒng)計(jì)，沖溝寬度大小不等，分布密度不均，寬度約3～6 m，由于山坡基巖埋深較淺，因此沖溝大致呈垂直狀，切割深度變化范圍大，約5～50 m，獨(dú)龍一帶切割深度較大，沖溝內(nèi)呈跌坎狀，跌坎高度5～12 m，沖溝兩側(cè)山體突出。

斜坡上分布有少量的第四系崩坡積體、新近變形的滑坡堆積物。各地層特征為：滑坡堆積層（Q4del）主要由塊碎石土，由灰?guī)r、泥灰?guī)r塊碎石土及粘土組成，塊碎石粒徑2～50 cm，含量60～70%，稍濕，松散，厚0.5～4m；崩坡積層（Q4col）主要由塊碎石土，由灰?guī)r、泥灰?guī)r塊碎石土及粘土組成，塊碎石粒徑2～80cm，含量50～80%，稍濕，松散～稍密，厚1～4m。

斜坡基巖主要由三疊系下統(tǒng)大冶組二段（T1d2）、三段（T1d3）、四段（T1d4）和嘉陵江組第一段（T1j1）地層組成，巖性為薄層夾中厚層狀灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r，局部夾頁巖，巖層正常產(chǎn)狀335～350°∠52～65°，隆起的脊?fàn)畹匦翁幤麦w前緣由于巖體變形其產(chǎn)狀為335～350°∠27～36°。

1.2 工程水文地質(zhì)條件

區(qū)內(nèi)含水層主要分布在三疊系上統(tǒng)嘉陵江組～二疊系下統(tǒng)大冶組，地層巖性主要為碳酸鹽巖，賦存溶蝕裂隙水；相對隔水層主要為三疊系下統(tǒng)大冶組一段和二疊系下統(tǒng)吳家坪組頁巖；除此之外，第四系崩坡積層及沖洪積層，零星分布有松散巖類孔隙水。

因此，基于上述分析可將地下水大致分為松散巖類孔隙水和溶蝕裂隙水，其中松散巖類孔隙水主要賦存于坡積崩滑體內(nèi)，由于地形坡度起伏較大，因此孔隙水分布零散，土層賦存水量?。挥捎谔妓猁}巖長期受到自然降水和地表下滲水的溶蝕，內(nèi)部結(jié)構(gòu)裂隙發(fā)育，分布眾多，且具有一定的連通性和溶蝕腔體，具有較好的存水空間，在接收自然降雨過程中將下滲的地表水賦存與溶腔中，形成溶蝕裂隙水。

三峽水庫運(yùn)行調(diào)度呈現(xiàn)規(guī)律性變化，在每年的11月份到次年4月份，為水庫儲(chǔ)水期，水庫水位達(dá)到高水位，一般常水位為180m，而在次年的6～9月份，由于自然降雨較多，長江進(jìn)入汛期，因此，采用防護(hù)限制水位，水庫水位一般為140m，這種每年周期性的水位升降變化對庫岸斜坡地段的水文地質(zhì)環(huán)境帶來外部邊界變化。水庫蓄水方案及防洪調(diào)度壩前水位特征值見表1。

表1 水庫蓄水方案及防洪調(diào)度壩前水位特征值(吳淞高程：m)

2 地質(zhì)災(zāi)害基本特點(diǎn)

邊坡坡體平面形態(tài)呈長舌狀，寬約100m，縱向長（斜長）758m，地形總體較陡，坡角44～54°，前緣推測可能滑動(dòng)傾角為32～36°，面積（斜面積）約12.15 萬m2，為巖土質(zhì)斜坡。斜坡方向156°～170°。

據(jù)調(diào)查，坡體外傾裂隙較發(fā)育，如圖1所示，從圖中可以看出，裂隙的產(chǎn)狀主要由3 條控制，其中裂隙①產(chǎn)狀為40°～80°，∠50～80°，裂隙②產(chǎn)狀為32°～45°，∠50～80°，裂隙③產(chǎn)狀為150～170°，∠45～75°。裂面交角平直，裂隙張開度大小不等，經(jīng)統(tǒng)計(jì)其變化范圍大致為2～15 cm，一般延伸長度5～15m，間距0.6～1.2m/條，特別是在厚層灰?guī)r中發(fā)育，多張開。

圖1 坡體結(jié)構(gòu)面平面赤平投影

斜坡巖體在540m 高程以下彎折變形明顯，坡面巖體產(chǎn)狀明顯比沖溝中的巖層緩。斜坡前部巖體呈散裂狀、碎裂狀，產(chǎn)生塌岸，M4－T1 表層土體厚約1～4m，基巖強(qiáng)風(fēng)化帶厚度8～10m，在145～175m 水位線土體垮滑，后緣垮滑垂直位移3～4m，側(cè)壁垮滑約1～2m，部分土體已滑入江中，現(xiàn)狀欠穩(wěn)定。

3 地質(zhì)災(zāi)害體穩(wěn)定性評價(jià)和預(yù)測

根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，區(qū)內(nèi)斜坡可能沿彎折面與外傾結(jié)構(gòu)面為破壞面下滑，由于現(xiàn)場無條件進(jìn)行試驗(yàn)，滑面抗剪強(qiáng)度指標(biāo)以地區(qū)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行取值，各巖質(zhì)斜坡控制性結(jié)構(gòu)面參數(shù)根據(jù)巖體破碎程度、結(jié)構(gòu)面的結(jié)合程度確定[1-3]；巖土界面的參數(shù)根據(jù)巖土接觸情況取值，并經(jīng)反復(fù)驗(yàn)算，計(jì)算結(jié)果與斜坡的變形情況相一致。推薦的計(jì)算參數(shù)見表2。

表2 斜坡穩(wěn)定性計(jì)算參數(shù)

根據(jù)《三峽庫區(qū)三期地質(zhì)災(zāi)害防治工程設(shè)計(jì)技術(shù)要求》（三峽庫區(qū)地質(zhì)災(zāi)害防治工作指揮部2005.1），斜坡的穩(wěn)定性按以下工況計(jì)算：

工況一：自重+175m +50年一遇暴雨；工況二：自重+175 水位降至145m+50年一遇暴雨；工況三：自重+175 水位降至145m+50年一遇暴雨+地震。邊坡穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果如表3所示。

表3 潛在崩滑體穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果表

由以上分析可知，基巖為陡傾巖層反向坡，地表坡度陡，坡面巖體彎折明顯，近江段巖體極破碎，呈散裂結(jié)構(gòu)，變形明顯，在枯水期坡腳出現(xiàn)渾水，巖體變形壞模式彎曲～拉裂，并已轉(zhuǎn)化為滑移～拉裂，坡面巖土體可能沿卸荷帶底界彎折破壞面發(fā)生規(guī)模較大的滑移，現(xiàn)狀整體處于基本穩(wěn)定狀態(tài)。

經(jīng)計(jì)算，M4-2 剖面在83m 高程剪出口在工況一、二處于基本穩(wěn)定狀態(tài)，工況五處于欠定狀態(tài)；M4-4 剖面在80 m 高程剪出口在工況一、三處于穩(wěn)定狀態(tài)，工況二處于基本穩(wěn)定狀態(tài)，滑面已基本形成，整體穩(wěn)定差，斜坡巖體在庫水作用下可能發(fā)生整體滑移。

4 結(jié)論

（1）斜坡上分布有少量的第四系崩坡積體、新近變形的滑坡堆積物，斜坡基巖主要為薄層夾中厚層狀灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r，局部夾頁巖，巖層正常產(chǎn)狀335～350°∠52～65°，隆起的脊?fàn)畹匦翁幤麦w前緣由于巖體變形其產(chǎn)狀為335～350°∠27～36°

（2）基巖為陡傾巖層反向坡，地表坡度陡，坡面巖體彎折明顯，近江段巖體極破碎，呈散裂結(jié)構(gòu)，變形明顯，在枯水期坡腳出現(xiàn)渾水，巖體變形壞模式彎曲～拉裂，并已轉(zhuǎn)化為滑移～拉裂，坡面巖土體可能沿卸荷帶底界彎折破壞面發(fā)生規(guī)模較大的滑移，現(xiàn)狀整體處于基本穩(wěn)定狀態(tài)。