三峽庫區(qū)唐家院子滑坡穩(wěn)定性分析與工程防治

肖煬炎炎　徐光黎　苗園園

（1. 安徽理工大學地球與環(huán)境學院，安徽淮南232001；2. 中國地質大學工程學院， 湖北武漢430074；3. 安徽惠洲地下災害研究設計院，安徽合肥230088）

摘要： 通過對三峽庫區(qū)唐家院子滑坡的地形地貌、地層巖性、地質構造及水文地質等因素的 深入研究， 采用傳遞系數法和卡丘金法對該滑坡進行了穩(wěn)定性分析。結果表明：唐家院 子滑 坡目前整體處于穩(wěn)定—欠穩(wěn)定狀態(tài)，滑坡前緣和中緣的部分區(qū)域有滑動過的痕跡，需要在庫 區(qū)蓄水至175 m之前采取應急防治措施。根據穩(wěn)定性分析結果，提出了具體 的防治措施。

關鍵詞：滑坡；穩(wěn)定性；工程防治

中圖分類號：TU45文獻標識碼：A[WT]文章編號：16721098(2008)02000105

Stability Analysis and Engineering Control of Tangjiayuanzi

Landslide in Three睪orge Reservoir

XIAO Yang瞴i XU Guang瞝i MIAO Yuan瞴uan

(1. School of Earth and Environmental Science, Anhui University of Science and T echnology, Huainan Anhui232001, China; 2. School of Engineering, China Univers ity of Geosciences, Wuhan Hubei 430074, China; Anhui Huizhou Institute of Subter ranean Calamity, Hefei Anhui 230088, China) Abstract:With the investigations of topographty and physiognomy, strata litholo gy, geological tectonics and hydrogeology, etc. in Tangjiayuanzi landslide in Th ree睪orge Reservoir, thelandslide stability was analyzed by coefficient tran sm ission and E Γ КаЦУГИН methods. The results showed that Tangjiayuanzi la ndslide is in the situation of stabilization to not enoughstabilization. In th e front and middle parts of the landslide there are traces of sliding. Some prev entive and emergency measures are needed before impoundment level in the reservo ir reaches 175 m. Finally, according to the results of analysis, spec ific prevention measures are put forward.

Key words:landslide; stability; engineering control

唐家院子滑坡是三峽庫區(qū)三期地質災害防治工程應急搶險緊急實施項目之一， 目前整體處 于穩(wěn)定—欠穩(wěn)定狀態(tài)， 滑坡前緣和中緣的部分區(qū)域有滑動過的痕跡， 一旦失穩(wěn)破壞可能造 成重大人員傷亡和數以千萬計的經濟損失。唐家院子滑坡為涉水滑坡，隨著三峽工程三期 蓄水時間的臨近，該滑波穩(wěn)定性趨于惡化，嚴重地威脅庫區(qū)移民遷建工程的順利進行。

1滑坡工程地質條件

（1） 地形地貌唐家院子滑坡總體地貌形態(tài)為一寬緩坳槽，滑坡后部為一寬緩平臺，多改 造為旱地?；碌孛裁黠@，后緣呈圈椅狀，高程383 m；后壁基巖出露，坡度在 40°左右，與順向基巖產狀基本一致。前緣直抵香溪河河漫灘，寬約250 m?；?坡前后緣坡度較陡，坡面形態(tài)上陡下緩，平均坡度約36°?；卤眰?、南側發(fā)育沖溝，溝底 基巖出露；滑坡體內發(fā)育一條沖溝、凹槽，滑體平均厚度6.9 m，滑坡面積0.12 8 km 滑坡總體積88.4×104m，滑動方向為300 °。

（2） 地層巖性滑坡巖土種類多、變化大、結構復雜，基巖為侏羅系下中統(tǒng)聶家山組（J 12n）厚層、中厚層中細粒長石砂巖、薄層粉細砂巖與紫紅色泥巖互層，夾粉砂巖 ，厚層、中厚層砂巖，厚度一般0.3～1.0 m?；麦w有粘土夾碎塊石和塊石夾 碎塊石土兩種。崩坡堆積零星分布在坳槽與較緩的斜坡地段，以碎塊石土為主，部分為塊石 夾碎石土。

圖1滑坡平面圖

（3）地質構造該滑坡位于秭歸盆地東緣，秭歸向斜與黃陵背斜過渡地帶，呈單斜構造。 但在滑坡外圍及滑床巖體破碎，結構面發(fā)育，巖體被4組構造結構面切割，總體地質構造復 雜；從高峽公路施工露頭可以發(fā)現，巖體節(jié)理裂隙非常發(fā)育，有大量的剪性X形節(jié)理。

（4）水文地質水文地質條件中等，地下水不豐富，泉水出露少，庫水位對其影響大?；?坡區(qū)地處香溪河東岸地帶，地形坡度28°～42°，地表水徑流條件好。大氣降水的 大部分經地表沖溝直接匯于香溪河，小部分入滲地下成為地下水，最后排向香溪河。

2滑坡體穩(wěn)定性分析

2.1計算參數的選取

滑面抗剪參數的選取關系到滑坡穩(wěn)定性和滑坡推力計算的科學性和可靠性,是滑坡防治工程 中最重要的參數。唐家院子滑坡計算參數（見表1）是根據室內試驗和鄰區(qū)滑坡參數來共同 確定的。

圖2傳遞系數法計算條塊圖 根據唐家院子滑坡具體的空間形態(tài)，穩(wěn)定性計算選取了三個涉水剖面和一個不涉水剖面進行 ，計算工況及結果見圖3、表2所示。

1. 自重+地表荷載+現狀139 m水位；2. 自重+地表荷載+水庫壩前175 m靜水位+非汛期202.3敏感因素分析

滑坡的穩(wěn)定性受各種內在因素和外部因素的影響，諸如滑坡的形態(tài)（坡腳、坡高、坡面的形 態(tài)等），滑坡巖土體的物理性質（γ、C、ⅵ摘），地下水、地表水的變化等。若不受 人為因素的擾動或發(fā)生失穩(wěn)，滑坡的穩(wěn)定主要受滑坡巖土體的力學性質、地下水、地表水以 及后緣加載的影響［2］。本文重點選擇了唐家院子滑坡Ⅰ-Ⅰ′剖面滑帶土強度影響 因素進行敏感性分析。

首先選用一套基準參數，運用剩余推力法計算出基準條件之下的該剖面滑坡穩(wěn)定性系數獸 ﹕0，在此基礎上變動其中的某一參量，其他參數固定不變，計算出該參量在其變化 范圍內變動時滑坡穩(wěn)定性系數隨之變化的結果。最后，根據上述計算結果得出敏感系數其敏感性明顯大于獵值。如在C =10kPa、ⅵ摘=20°處，獵每提高1 kPa，穩(wěn)定系數升高0 .024 3， 敏感系數平均值為22.6%， 而ⅵ摘值每升高1°， 穩(wěn)定系數提高0.039 8，敏感系數平均值為37.1%， 說明滑帶土的內摩擦角對滑坡穩(wěn)定性影響最大， 是內聚力的1.6 38倍。

2.4塌岸及危害性預測

目前塌岸預測方法［3］有很多，主要的預測方法包括：卡丘金法、佐洛塔廖夫法、 平衡剖面法三種。本文采用卡丘金法對滑坡庫岸進行預測。

卡丘金法實質是依據實測的洪、枯水水位變幅帶各類巖土岸坡長期穩(wěn)定坡角，根據幾何關系 用圖解法求解庫岸最終塌岸寬度(見圖6)。

圖6卡丘金方法預測塌岸圖解 卡丘金于1949年提出的庫岸最終塌岸預測寬度計算公式

S=N([SX(]A+h璸+h璪[]玹an α[SX)]+[SX(]h璼-h璸[]玹an β[SX)]-[SX(]A+h[] 玹an γ[SX)]p)（5）

式中：玈為最終塌岸寬度，m；玁為與土的類型有關的系數：粘土取1，冰積亞粘土取 0.8，黃土取0.6，砂土取0.5；獳為水位變化幅度，m；玥璸為波浪影響深度，m；設 計低水位以下波浪影響深度一般取1～2倍浪高，浪高取0.5 m時，波浪影響深度 取1 m；玥璪為浪爬高度，m；設計高水位以上浪爬高度可按下式計算

h璪=3.2 K?h?玹an α（6）Иな街校邯獽為岸坡粗糙系數，取0.6；玥為 浪高，m，取0.5 m；玥璼為正常高水位以上岸坡的高度，m；α為水位 變動和波浪影響所涉及范圍內，形成均一的磨蝕淺灘坡角，(°)；β為水上岸坡的穩(wěn)定 坡角，（°）；γ為原岸坡坡角，（°）。

卡丘金法適用于自然岸坡較陡，且由松軟均質土體如黃土、砂土、砂質粘土以及粘土等組成 的庫岸的塌岸預測。目前，在我國中小型水庫塌岸預測中，多采用這種方法?？ㄇ鸾鸱ㄒ策m 用于大型水庫的中、上游地帶岸坡［4］。

（1） 塌岸預測參數選取根據該岸坡具體巖性為碎塊石土的特點，參考其它庫岸預測，參 數選取如表3所示。表3岸坡預測計算參數表

參數水下穩(wěn)定て陸仟α/(°)碎塊石土水上の榷ㄆ陸仟β/(°)強風化 泥巖(砂巖)に上穩(wěn)定坡角β/(°)原岸坡坡角おγ/(°)浪爬高度お玥 璪/m波浪影響 深度お玥璸/m水位變化幅度お獳/m系數お玁取值152 825250.51191

（2） 塌岸預測結果預測成果如表4所示。Ⅱ-Ⅱ′剖面最終塌岸預測寬度為158 m 。即，滑坡庫岸要達到穩(wěn)定塌岸狀態(tài)，將會破壞滑體中部的房屋，并波及滑坡中后緣的復建 312省道等。最終塌岸淘蝕唐家院子滑體中前緣，增大臨空面，可能誘發(fā)滑體再次滑動，造 成更大的經濟損失。Ⅲ-Ⅲ′剖面最終塌岸預測寬度為275 m，Ⅳ-Ⅳ′剖面最終 塌岸預測寬度為208 m。即，滑坡庫岸要達到穩(wěn)定狀態(tài)，將會破壞滑體上部的復 建312省道，中部的居民區(qū)民房，以及滑體內大部分柑橘園的正常生產。 因此， 不能任其 塌岸發(fā)展， 必須采取有效的防護措施。

表4唐家院子滑坡庫岸塌岸預測表

名稱剖面號特征庫水位（175 m）的塌岸預 測值塌岸預測た磯/m塌岸預測ぷ蕓磯/m塌岸最高じ叱/m 滑體Ⅱ-Ⅱ′114.5158210Ⅲ-Ⅲ′220.7275279.8Ⅳ-Ⅳ′1812084402.5綜合評價結果

根據上述地質條件和影響因素分析、近期變形破壞調察與穩(wěn)定性評價計算，對唐家院子滑坡 的穩(wěn)定性綜合評價。

滑體在天然自重狀態(tài)下，整體處于基本穩(wěn)定狀態(tài)，但存在不穩(wěn)定因素，河流下切造成臨空， 前緣阻滑作用被削弱，已經發(fā)生多次次級滑坡。滑面呈線性，上部傾角30°～42°，中部28 °～35°，下部30°～40°。滑體在自重作用下具有一定的下滑力，局部發(fā)生變形不可避免 。 當三峽水庫蓄水至175 m時， 將出現較大規(guī)模的變形， 變形主要出現在前 緣坡度較陡的坡面及后緣下錯拉裂部位，當出現特殊工況組合（暴雨）時，滑坡整體將失穩(wěn) 。目前，自重狀態(tài)下滑坡穩(wěn)定系數為1.072 3～1.178 3， 滑體整體處于基本穩(wěn)定狀態(tài)； 當 庫水位從175 m降到145 m且遇到非汛期20年一遇暴雨時， 穩(wěn)定系 數為1.012 3～1.057 6，滑體整體處于不穩(wěn)定狀態(tài)。一旦失穩(wěn)，后果不堪設想，該滑體必須 進行工程治理。

而三峽水庫蓄水，隨著水庫水位的抬升、運營水位的大幅度變動，容易產生誘發(fā)再次滑動， 特別是淺層滑塌不可避免。三峽水庫蓄水將淹沒滑體的前緣，不斷的浪蝕作用掏空坡腳；人 類工程活動的改造、加載作用對滑體的影響很大，存在諸多不穩(wěn)定因素，容易產生變形滑塌 。

3工程防治

根據唐家院子滑坡特點和工程環(huán)境，參照二期三峽庫區(qū)滑坡治理的成功經驗［5］， 綜合防治措施分為抗滑支擋、護坡、地表排水及監(jiān)測預警。

（1） 抗滑支擋復建高峽公路處于高程280～301 m一帶，由于 公路的修建，原地形破壞較大，考慮三峽蓄水到156 m之后，復建高峽公路將成 為興山縣對外交通的唯一通道，為確保它的運營安全，在復建高峽公路臨坡面一側布置一排 抗滑樁來支擋公路和其上方滑體的推力，路基邊坡外側局部采用噴砼支護；居民區(qū)地形相對 復雜，高程在214～255 m之間變化，在居民區(qū)和原簡易公路的下方采用抗滑樁 支擋，便道下緣用漿砌石護坡。

（2） 護坡沿唐家院子滑坡復建高峽公路邊坡和175 m高程處設置漿砌石擋土墻加上格構錨護坡或混凝土格構錨漿護坡。

（3） 地表 排水沿滑坡周界或內部設置排水溝、截水溝。唐家院子滑坡共設置三排橫向截水溝，四條 縱向排水溝。第一排橫向截水溝設置在復建高峽公路上方，高程在300～320 m 之間，緊靠下 方的擋土墻護坡，擋土墻附近的截水溝采用矩形截面；第二排橫向截水溝設置在居民區(qū)，簡 易公路的上方，截水溝為梯形截面，高程在225～250 m；第三排橫向截水溝設 置在175 m水位線上方，截水溝為梯形截面，高程在175～180 m之 間。沿滑坡周界南、北兩側布置兩條縱向排水溝，并在滑體內部布置兩條縱向排水溝。這些 截、排水渠道與唐家院子泄洪溝道聯成統(tǒng)一的地表排水網絡系統(tǒng)。

（4） 建立監(jiān)測預警系統(tǒng)，提高防災能力。お

4結語

（1） 唐家院子滑坡防治工程現已竣工，并經受住了初步（水位156 m）考驗， 其穩(wěn)定性評價方法及防治工程設計經驗對同類工程有一定的參考價值。

（2） 三峽水庫建成并運行后，香溪河最高水位可達175 m，經過庫岸再造，滑 體下部發(fā)生浸蝕、滑動，阻滑工程能否有效地發(fā)揮作用，并達到設計預期效果，還需進一步 做好監(jiān)測工作。

參考文獻：

［1］張玉池，李賦屏，王宗學.謝家灣滑坡穩(wěn)定性分析及防治對策［J］.礦產與 地質，2004，18（2）：176178.

［2］張慶峰，高大水，熊軍.三峽庫區(qū)馬槽嶺變形體穩(wěn)定性分析及治理方案［J］ .湖北地礦，2000，14（3）：4246.

［3］范云沖，張友誼，胡卸文.庫岸再造預測方法及其評價［J］.四川水力發(fā)電 ，2002，21（4）：6971.

［4］張奇華， 丁秀麗， 張杰. 三峽庫區(qū)奉節(jié)河段庫岸蓄水再造研究［J］.巖石 力學與工程學報，2002，2（7）：1 0071 012.

［5］唐輝明，馬淑芝，劉佑榮.三峽工程庫區(qū)巴東縣趙樹嶺滑坡穩(wěn)定性與防治對 策研究［J］.地球科學——中國地質大學學報，2002，27（5）：621625.

(責任編輯：宋曉梅)