漢江孤山航電樞紐工程區(qū)近壩滑坡穩(wěn)定性分析及防治工程建議

王啟國(guó)

(長(zhǎng)江巖土工程總公司(武漢),湖北 武漢 430010)

0 引言

孤山航電樞紐工程位于湖北省和陜西省交接地帶，是漢江干流航運(yùn)和水電開(kāi)發(fā)重要的梯級(jí)之一。開(kāi)發(fā)任務(wù)為航運(yùn)、發(fā)電。Ⅳ級(jí)航道，正常蓄水位177.23 m，水庫(kù)長(zhǎng)度35.5 km，電站裝機(jī)180 MW。

該樞紐近壩河段發(fā)育3處滑坡體(圖1)，從下游至上游分別為：陳家咀滑坡、羅行灘滑坡、青石梁滑坡，其中陳家咀滑坡位于漢江右岸、大壩下游1.6～2.0 km處；羅行灘滑坡和青石梁滑坡位于漢江右岸、大壩上游水庫(kù)區(qū)內(nèi)，距離大壩分別為0.1～0.4 km、1.0～1.2 km。3處近壩滑坡規(guī)模均較大，若失穩(wěn)將對(duì)樞紐工程的建設(shè)和運(yùn)行構(gòu)成直接或間接危害，稍有不慎就有可能會(huì)釀成重大的地質(zhì)災(zāi)害事件[1-4]。近壩滑坡對(duì)孤山航電樞紐工程危害性大，是本工程存在的重大工程地質(zhì)問(wèn)題，也是亟待解決的關(guān)鍵技術(shù)課題。

圖1 近壩滑坡位置圖Fig.1 Location of near-dam landslide

本文主要通過(guò)區(qū)域地質(zhì)資料收集、1∶10 000滑坡周緣地質(zhì)環(huán)境調(diào)查、1∶500滑坡地質(zhì)測(cè)繪、勘探(槽探、鉆探、平硐)、物探、原位滑帶土大剪試驗(yàn)、注水試驗(yàn)、室內(nèi)巖土測(cè)試、地下水監(jiān)測(cè)等大量工程地質(zhì)研究工作，查明了近壩滑坡的基本特征，按照不同工況條件分析了滑坡的穩(wěn)定性，研究了滑坡失穩(wěn)對(duì)孤山航電樞紐工程的影響程度，最后提出了合理、經(jīng)濟(jì)的滑坡處理方案，研究結(jié)果可為滑坡工程治理提供地質(zhì)依據(jù)，對(duì)類(lèi)似工程滑坡災(zāi)害防治具有較好的參考意義。

1 區(qū)域地質(zhì)環(huán)境

工程區(qū)主要發(fā)育安康-房縣斷裂、白河-谷城斷裂、兩鄖斷裂等。第四紀(jì)構(gòu)造活動(dòng)較弱，構(gòu)造環(huán)境比較穩(wěn)定。區(qū)域破壞性地震強(qiáng)度較高，但活動(dòng)頻度較低，有地震記載以來(lái)共發(fā)生過(guò)Ms≥4.7級(jí)地震11次，其中Ms 4.7～4.9級(jí)地震4次，Ms 5.0～5.9級(jí)地震6次，Ms 6.0～6.9級(jí)地震1次?，F(xiàn)代地震活動(dòng)主要為微震和小震。工程近場(chǎng)區(qū)無(wú)破壞性地震記錄，1970年以來(lái)共記錄到4.6≥Ms≥1.0級(jí)地震45次，現(xiàn)代地震活動(dòng)處于中等偏下水平。歷史與現(xiàn)代地震對(duì)工程場(chǎng)地的最大影響烈度為Ⅵ度。工程區(qū)地震動(dòng)峰值加速度0.05g，地震基本烈度為Ⅵ度。

2 滑坡基本特征

漢江孤山河段為中山峽谷地貌，漢江流向N—NEE，河段長(zhǎng)約5 km，分布3處規(guī)模較大的滑坡。

(1)陳家咀滑坡

該滑坡在平面上呈向漢江張開(kāi)的口袋狀，整體上向漢江凸出，前緣直抵漢江，后緣圈椅狀地貌明顯(圖2)?；虑熬壐叱?50 m，后緣高程320 m?；旅娣e1.3×105m2，規(guī)模約2.4×106m3。

圖2 陳家咀滑坡工程地質(zhì)簡(jiǎn)圖Fig.2 Engineering geological map of Chen Jiazui Landslide1—滑坡堆積；2—沖積；3—?dú)埰路e；4—寒武系上統(tǒng)蜈蚣埡組；5—第四系與基巖界線；6—地層界線；7—鉆孔與編號(hào)；8—平硐與編號(hào)；9—滑坡體邊界；10—巖層片理產(chǎn)狀；11—地質(zhì)剖面與編號(hào)。

滑體厚度7.5～31.0 m，物質(zhì)主要為碎塊石土和滑動(dòng)巖體，其中碎塊石土厚度1.8～24.8 m，滲透系數(shù)3.80×10-5～6.15×10-4cm/s，具弱-中等透水性；滑動(dòng)巖體厚度7.5～14.2 m，產(chǎn)狀凌亂，多有架空現(xiàn)象，滲透系數(shù)1.32×10-4～1.54×10-3cm/s，具中等-強(qiáng)透水性。僅在后緣淺表部分布厚度4.1～9.2 m的粉質(zhì)黏土?；麦w分布少量第四系孔隙水，地下水埋深3.5～24.5 m，水量不豐?；碌叵滤皇芗竟?jié)影響較顯著，汛期水位較枯水期一般抬升2.0～5.0 m?；瑤梁穸?.6～2.8 m，物質(zhì)為巖屑、黏土夾角礫，顆分成果為含礫低液限黏土和含砂低液限黏土(表1)，礫石多呈次棱角狀，且多有擦痕和擠壓光面，巖屑和黏土呈可塑狀?；娈a(chǎn)狀：傾向N，中前部?jī)A角20°～25°，后緣傾角為12°～20°。

滑床基巖為寒武系上統(tǒng)蜈蚣埡組片巖、大理巖等，巖層片理產(chǎn)狀：傾向N～NE、傾角為30°～80°。

(2)羅行灘滑坡

該滑坡位于凹槽地形中，圈椅狀地貌明顯(圖3)?；碌匦慰傮w較緩，一般坡度為15°～30°?；w前緣高程161～190 m，后緣高程280 m，面積約6×104m2，規(guī)模約7.0×105m3。

圖3 羅行灘滑坡工程地質(zhì)簡(jiǎn)圖Fig.3 Engineering geological map of Luohangtan Landslide1—第四系沖積；2—滑坡堆積；3—崩坡積；4—寒武系中統(tǒng)岳家坪組；5—第四系與基巖界線；6—滑坡體邊界；7—泉水與編號(hào)；8—鉆孔與編號(hào)；9—平硐與編號(hào)；10—地質(zhì)剖面與編號(hào)；11—巖層片理產(chǎn)狀。

位置顆粒組成/%礫粒砂粒粉粒黏粒40～2020～1010～55～22～0.50.5～0.250.25～0.0750.075～0.005<0.005(單位mm)陳家咀滑坡0～6.9 0～3.52.8～5.16.4～9.3 9.5～12.95.4～6.313.4～17.227.4～34.919.0～25.2羅行灘滑坡3.0～9.03.5～6.16.5～6.98.3～10.720.7～27.336.4～40.64.7～5.53.7～4.11.1～1.9青石梁滑坡0～3.67.9～13.66.3～7.13.4～10.55.5～10.73.1～4.39.0～9.625.1～28.722.0～32.9位置含水率ω/%濕重度ρ/(kN/m3)干重度ρd/(kN/m3)孔隙比e飽和度Sr/%液限ωL17/%塑性指數(shù)IP17陳家咀滑坡14.7～15.520.0～21.4 18.1～18.70.42～0.4689.1～94.228.9～29.316.0～16.6羅行灘滑坡13.3～14.621.7～22.019.0～19.2----青石梁滑坡11.2～12.319.4～19.618.9～19.00.33～0.3493.0～98.924.6～25.012.1～12.2位置原位直剪試驗(yàn)室內(nèi)抗剪試驗(yàn)峰值強(qiáng)度抗剪(摩擦)飽和快剪天然快剪內(nèi)摩擦角/(°)黏聚力/kPa內(nèi)摩擦角/(°)黏聚力/kPacq/kPaφq/(°)cs/kPaφs/(°)陳家咀滑坡21.8～26.17.9～15.521.3～26.17.6～13.913.5～14.820.5～22.710.2～11.222.7～23.3羅行灘滑坡----4.6～6.025.5～27.5--青石梁滑坡24.23.8624.23.8625.3～26.514.1～15.821.0～24.116.4～20.0

備注：表中區(qū)間值為試驗(yàn)結(jié)果的最小值-最大值；室內(nèi)成果為滑帶土去掉礫粒后的剪切試驗(yàn)成果；羅行灘滑坡滑帶土為反復(fù)剪殘余強(qiáng)度。

滑體厚度4.5～28.3 m，物質(zhì)主要為碎塊石土，稍密-松散狀，最大塊徑達(dá)3.5 m左右，滲透系數(shù)4.99×10-5～7.23×10-4cm/s，多具中等透水性。在滑坡中后緣分布少量粉質(zhì)黏土?；麦w分布第四系松散介質(zhì)孔隙水，地下水埋深0.8～18.6 m，前緣局部以泉水逸出，流量約1.5 L/min。滑坡體的水量和地下水位受季節(jié)影響較顯著，汛期水位較枯水期一般抬升0.5～3.0 m。

滑帶土厚度0.7～1.4 m，物質(zhì)為礫質(zhì)土，顆分成果為礫質(zhì)粉土，礫石多呈次棱角狀，且多有擦痕和擠壓光面，粉土呈可塑狀。滑面產(chǎn)狀：傾向NNW，中前部?jī)A角約20°，后緣傾角為30°～45°。

滑床基巖為寒武系中統(tǒng)岳家坪組片巖、大理巖等，巖層片理產(chǎn)狀：傾向NNW、傾角為30°～55°。

(3)青石梁滑坡

該滑坡位于凹槽中，圈椅狀地貌明顯(圖4)?；虑安康匦纹露?5°左右，中后緣地形坡度20°～30°?；w前緣高程156～190 m，后緣高程280～310 m?；旅娣e約3.86×104m2，規(guī)模約8.1×105m3。

圖4 青石梁滑坡工程地質(zhì)簡(jiǎn)圖Fig.4 Engineering geological map of Qingshiliang landslide1—滑坡堆積；2—?dú)埰路e；3—寒武系中統(tǒng)岳家坪組第二段；4—岳家坪組第一段；5—第四系與基巖界線；6—地層界線；7—滑坡邊界；8—鉆孔與編號(hào)；9—平硐與編號(hào)；10—巖層片理產(chǎn)狀；11—地質(zhì)剖面與編號(hào)。

滑體厚度8.5～41.5 m，主要為粉質(zhì)黏土、碎塊石土、滑動(dòng)巖體，其中粉質(zhì)黏土厚度1.5～18.5 m，滲透系數(shù)2.30×10-6～3.87×10-5cm/s，具微-弱透水性，分布在滑體中部緩坡平臺(tái)上；碎塊石土厚度4.5～15.2 m，結(jié)構(gòu)松散，滲透系數(shù)3.43×10-4～7.17×10-4cm/s，具中等透水性；滑動(dòng)巖體厚度9.8～23.0 m，巖體片理產(chǎn)狀凌亂，局部架空，滲透系數(shù)7.58×10-5～1.70×10-1cm/s，多具強(qiáng)透水性。滑坡分布第四系孔隙水，地下水埋深3.6～36.5 m，前緣局部以泉水逸出，流量1.2 L/min左右?；麦w地下水位受季節(jié)影響較顯著，汛期水位較枯水期一般抬升0.5～3.0 m。

滑帶土厚度0.2～1.4 m，物質(zhì)為礫質(zhì)土，顆分成果為礫質(zhì)黏土，多有擦痕和擠壓光面，礫石多呈次棱角狀，黏土呈可塑狀?；娈a(chǎn)狀：傾向SWW，中前部?jī)A角10°～20°、后緣傾角50°左右。

滑床基巖為寒武系中統(tǒng)岳家坪組片巖、大理巖等，巖層片理產(chǎn)狀：傾向SW、傾角45°～60°。

各滑坡主滑方向典型地質(zhì)剖面見(jiàn)圖5。

圖5 滑坡典型工程地質(zhì)剖面圖Fig.5 Typical engineering geological profile of landslide

3 滑坡穩(wěn)定性分析

3.1 滑坡變形破壞特征

近壩的3處滑坡體上均有人居住，據(jù)當(dāng)?shù)乩相l(xiāng)介紹，居住時(shí)間多在二、三百年以上，說(shuō)明滑坡形成時(shí)間均較早，且均未發(fā)生大規(guī)模的整體失穩(wěn)事件，僅在雨季局部出現(xiàn)不同程度的變形破壞現(xiàn)象。

陳家咀滑坡：1983年汛期，在滑坡東側(cè)白家院一帶發(fā)生重大變形險(xiǎn)情，發(fā)育多條地裂縫，長(zhǎng)度數(shù)米至幾十米，地表裂縫張口幾厘米至數(shù)十厘米，最寬達(dá)1 m，前緣樹(shù)木呈現(xiàn)“醉漢林”狀。2017年9月～10月，在降雨和前緣五將路開(kāi)挖切腳等綜合因素誘發(fā)下，白家院一帶斜坡變形加劇，表層位移監(jiān)測(cè)變形量達(dá)7～2 404 mm，在該區(qū)域中部前緣形成規(guī)模約5 000 m3的小滑坡。

羅行灘滑坡：1983年汛期，漢江高水位消落時(shí)，局部產(chǎn)生了小規(guī)模的坍滑現(xiàn)象；2004年雨季，滑坡后緣發(fā)現(xiàn)一條地裂縫，長(zhǎng)度約30 m，深20～50 cm。此后，滑坡未出現(xiàn)較大的變形破壞跡象。

青石梁滑坡：1983年漢江特大洪水期間和歷年雨季，滑坡均未見(jiàn)明顯的開(kāi)裂變形跡象，僅局部產(chǎn)生了小范圍的坍塌現(xiàn)象。

3.2 滑坡穩(wěn)定性計(jì)算與分析

滑坡距離樞紐大壩較近，對(duì)工程潛在危害很大，滑坡穩(wěn)定性分析主要采用摩根斯頓-普萊斯法(M-P法)[5]和規(guī)范推薦的傳遞系數(shù)法等2種方法進(jìn)行計(jì)算。滑坡區(qū)地震基本烈度為Ⅵ度，不考慮地震工況。計(jì)算工況主要考慮滑體自重、地下水靜水壓力和動(dòng)水壓力、庫(kù)水位、洪水位和水庫(kù)(或漢江)水位驟降等多種因素，分3大狀況(天然狀況、持久狀況和短暫狀況)進(jìn)行滑坡穩(wěn)定性計(jì)算。

根據(jù)滑帶土原位大剪試驗(yàn)、室內(nèi)試驗(yàn)等成果，結(jié)合滑帶土的工程地質(zhì)特征，提出各滑坡滑帶土的力學(xué)參數(shù)建議值見(jiàn)表2。

表2 滑坡滑帶土的力學(xué)參數(shù)建議值Table 2 Suggested values of mechanical parameters of landslide sliding zone soil

各滑坡的穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表3，結(jié)果表明：

表3 滑坡穩(wěn)定性計(jì)算成果Table 3 Stability calculation results of landslide

備注：陳家咀滑坡、羅行灘滑坡和青石梁滑坡分別計(jì)算3條、4條和3條地質(zhì)縱剖面的穩(wěn)定系數(shù)；表中區(qū)間值為穩(wěn)定系數(shù)最小值-最大值。

陳家咀滑坡在現(xiàn)狀條件(坡外天然水位+滑體天然地下水位)下，滑坡東側(cè)(HC3-HC3′地質(zhì)剖面、白家院一帶)處于欠穩(wěn)定狀態(tài)，另外2條地質(zhì)剖面基本穩(wěn)定，考慮中部和西側(cè)穩(wěn)定性較好的滑坡體的側(cè)向約束作用，因此滑坡在現(xiàn)狀條件下整體處于基本穩(wěn)定狀態(tài)；現(xiàn)狀疊加暴雨條件下，滑坡東側(cè)處于不穩(wěn)定狀態(tài)，其他地帶處于基本穩(wěn)定狀態(tài)，這也是1983年和2017年雨季滑坡東側(cè)出現(xiàn)嚴(yán)重變形甚至滑坡的主要原因(滑坡安全系數(shù)不足)；在持久狀況和短暫狀況下滑坡整體處于不穩(wěn)定-欠穩(wěn)定狀態(tài)，僅滑坡西側(cè)(HC1-HC1′地質(zhì)剖面一帶)處于基本穩(wěn)定狀態(tài)。

羅行灘滑坡在現(xiàn)狀條件下，4條地質(zhì)剖面僅HL2-HL2′地質(zhì)剖面計(jì)算結(jié)果為不穩(wěn)定，其他3條地質(zhì)剖面基本穩(wěn)定-穩(wěn)定，考慮穩(wěn)定性較好的滑坡體的側(cè)向約束作用，因此滑坡在現(xiàn)狀條件下整體處于基本穩(wěn)定狀態(tài)；現(xiàn)狀疊加暴雨條件下，滑坡欠穩(wěn)定-不穩(wěn)定，可見(jiàn)降雨是滑坡產(chǎn)生局部變形的主要誘發(fā)因素(降雨致使滑坡安全系數(shù)降低)[6-7]；在持久狀況和短暫狀況下滑坡欠穩(wěn)定-不穩(wěn)定。

青石梁滑坡在現(xiàn)狀條件下，3條地質(zhì)剖面僅HQ3- HQ3′地質(zhì)剖面計(jì)算結(jié)果處于臨界穩(wěn)定狀態(tài)，其他2條地質(zhì)剖面基本穩(wěn)定；現(xiàn)狀疊加暴雨條件下，滑坡處于基本穩(wěn)定-不穩(wěn)定狀態(tài)；在持久狀況和短暫狀況下滑坡基本穩(wěn)定-不穩(wěn)定。該滑坡上游側(cè)前緣剪出口高程180～190 m，高于水庫(kù)正常蓄水位，該部位滑坡體的穩(wěn)定性不受漢江水位和孤山水庫(kù)水位的影響，且穩(wěn)定性較好，對(duì)滑坡整體穩(wěn)定起到一定的側(cè)向約束作用，這也是青石梁滑坡至今尚未發(fā)生較大變形險(xiǎn)情的根本原因。

4 滑坡對(duì)樞紐工程的影響分析

漢江孤山航電樞紐工程于2016年11月開(kāi)工建設(shè)，目前兩岸壩肩邊坡防護(hù)工程和江心洲縱向圍堰已基本建成，現(xiàn)正在實(shí)施漢江右岸 Ⅰ 期主標(biāo)的圍堰工程和基坑開(kāi)挖施工。

近壩的三個(gè)滑坡中，位于大壩下游的陳家咀滑坡若失穩(wěn)，由于滑坡規(guī)模達(dá)2.40×106m3，所處漢江河道斷面寬度最窄處僅185 m，因此可能會(huì)堵江形成堰塞湖，即使不堵江也將大大縮窄漢江河道斷面，壅高江水位。位于大壩上游的羅行灘滑坡若失穩(wěn)，由于滑坡規(guī)模不大(體積約7.0×105m3)，所處漢江河道斷面寬度達(dá)500 m左右，因此不會(huì)堵江，且縮窄漢江河道斷面范圍有限。青石梁滑坡屬于已經(jīng)下滑入江的中型老滑坡，規(guī)模約8.1×105m3，所處漢江河道斷面寬度約230 m，該滑坡停靠在漢江右岸坡腳地帶，勢(shì)能較小，已不具備形成高速滑坡的地形地質(zhì)條件，即使失穩(wěn)，屬于老滑坡復(fù)活，是以向漢江河床方向蠕變?yōu)橹鞯臓恳狡茐模鸫谓怏w，因此滑坡堵江的可能性較小，主要縮窄前緣漢江河道斷面。

羅行灘滑坡位于右壩肩上游側(cè)，距離大壩最近，對(duì)樞紐工程建設(shè)和運(yùn)行構(gòu)成直接危害，若失穩(wěn)主要危及滑坡前緣施工道路、圍堰工程和大壩水工建筑物的安全。陳家咀滑坡和青石梁滑坡距離大壩稍遠(yuǎn)，對(duì)樞紐工程主要構(gòu)成間接危害[8-10]，其中陳家咀滑坡若失穩(wěn)主要影響大壩泄洪能力、通航安全和電站出力，以及滑坡涌浪和堵江堰塞湖淹沒(méi)對(duì)工程建設(shè)的不利影響；青石梁滑坡若失穩(wěn)對(duì)樞紐工程的影響主要是滑坡入江而造成的涌浪危害。此外，滑坡失穩(wěn)尚危害滑體上的居民安全，毀壞滑體上的基礎(chǔ)設(shè)施，影響漢江行洪和航運(yùn)等?；聦?duì)孤山航電樞紐工程的影響評(píng)價(jià)詳見(jiàn)表4，可見(jiàn)，各滑坡地質(zhì)災(zāi)害的危害程度大，危險(xiǎn)性大。

依據(jù)《水電水利工程邊坡設(shè)計(jì)規(guī)范》(DLT5353-2006)，陳家咀滑坡設(shè)計(jì)安全系數(shù)：持久狀況為1.1，短暫狀況為1.05；羅行灘滑坡和青石梁滑坡設(shè)計(jì)安全系數(shù)：持久狀況為1.2，短暫狀況為1.1。孤山樞紐近壩的3處滑坡的穩(wěn)定系數(shù)均不能滿(mǎn)足邊坡安全標(biāo)準(zhǔn)，均需要進(jìn)行工程治理。

表4 滑坡對(duì)孤山航電樞紐工程的影響評(píng)價(jià)一覽表Table 4 Summary of landslide’s impact on Gushan Navigation and Power Project

5 滑坡防治工程建議

滑坡治理工程措施主要有削方減載、回填壓腳、重力擋墻、抗滑樁以及排水工程等。綜合考慮安全可靠、簡(jiǎn)單易行、經(jīng)濟(jì)合理、施工工期、統(tǒng)籌安排等因素，通過(guò)工程措施提高滑坡的整體穩(wěn)定性，滿(mǎn)足工程安全標(biāo)準(zhǔn)。

本工程為低水頭、大流量、河床式航電樞紐，壩型為混凝土重力壩，江心洲導(dǎo)流，分二期圍堰實(shí)施建設(shè)，圍堰工程需要大量的填筑料，根據(jù)設(shè)計(jì)方案，共需填筑土料約2.00×106m3，塊石料8×104m3。羅行灘滑坡和青石梁滑坡緊靠孤山大壩，運(yùn)距近，開(kāi)采容易，填筑方便，是圍堰工程較好的料源地?；挛镔|(zhì)主要為碎塊石土、滑動(dòng)巖體，少量粉質(zhì)黏土，其中碎塊石土和滑動(dòng)巖體中的較大的孤塊石是大江截流時(shí)較好的拋石料，剔除大孤石后的碎石土和粉質(zhì)黏土是圍堰較好的填筑土料。因此，羅行灘滑坡和青石梁滑坡的工程治理適宜采用削方減載方案，取用滑坡物質(zhì)填筑圍堰，該方案具有綜合利用效益，可以有效地降低本航電樞紐工程的總體投資成本。若滑坡削方減載后穩(wěn)定系數(shù)仍然不足的，再結(jié)合其他工程措施使滑坡穩(wěn)定滿(mǎn)足安全要求[11]。

陳家咀滑坡距離孤山大壩較遠(yuǎn)，且需要穿越陳子溝，大壩兩岸壩肩開(kāi)挖尚有百余萬(wàn)方的工程棄渣可用于圍堰填筑，技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較結(jié)果表明，取用陳家咀滑坡物質(zhì)填筑圍堰的工程造價(jià)較高，不經(jīng)濟(jì)，不合理，經(jīng)研究陳家咀滑坡主要采用以抗滑樁為主的工程方案止滑，以滿(mǎn)足邊坡安全標(biāo)準(zhǔn)。圍堰填筑料主要采用羅行灘滑坡、青石梁滑坡以及壩肩開(kāi)挖的工程棄渣，總量基本滿(mǎn)足要求，不足部分可開(kāi)采壩址附近的殘坡積土和全強(qiáng)風(fēng)化巖體。

5.1 陳家咀滑坡治理工程設(shè)計(jì)

陳家咀滑坡削方減載方案除了研究用于圍堰填筑料外，尚研究了修建渣場(chǎng)用于滑坡削方棄料，存在的問(wèn)題是需要在上下游沖溝中修建棄渣場(chǎng)，水土保持和環(huán)境問(wèn)題突出，而且削方減載方案對(duì)滑坡穩(wěn)定系數(shù)的提高不是很顯著，需要削方約6.5×105m3才能達(dá)到安全標(biāo)準(zhǔn)，另外在滑坡后緣平臺(tái)上還有10余戶(hù)移民需要安置，工程投資大，方案不合理。

經(jīng)綜合比較后，滑坡工程治理采用抗滑樁+拋石壓腳+排水工程綜合處理方案，即前緣高程162 m以下采用拋石壓腳，拋石坡比1∶2.0；高程162～171 m采用碎石土回填，回填坡比1∶2.0，拋石回填與碎石土回填之間設(shè)2 m寬?cǎi)R道，坡腳拋石與碎石土回填采用抗滑樁開(kāi)挖的土石方；坡面在滑坡中前部布置一排抗滑樁，其中2-2剖面附近采用3 m×5 m抗滑樁，樁長(zhǎng)36 m，間距6 m，共計(jì)18根；1-1剖面與3-3剖面附近采用2 m×3 m抗滑樁，樁長(zhǎng)36 m，間距5 m，共計(jì)51根；在滑坡周緣布置1條截水溝，滑坡體上布置3條縱向排水溝，縱向排水溝之間布置兩條“之”字型斜交截水溝相連接。典型剖面設(shè)計(jì)見(jiàn)圖6。

滑坡治理后，天然狀態(tài)和建壩前后疊加暴雨久雨滑體飽水等多種工況下滑坡穩(wěn)定系數(shù)達(dá)到1.12～1.26，和治理前相比滑坡穩(wěn)定性得到了較大提高，滑坡穩(wěn)定滿(mǎn)足規(guī)范要求。

圖6 陳家咀滑坡工程治理典型設(shè)計(jì)剖面Fig.6 Typical design profile of engineering treatment of Chen Jiazui landslide

5.2 羅行灘滑坡治理工程設(shè)計(jì)

羅行灘滑坡為水庫(kù)區(qū)涉水滑坡，統(tǒng)籌考慮滑坡穩(wěn)定、前緣庫(kù)岸防護(hù)和圍堰填料需要，確定滑坡綜合治理方案為削方減載+前緣護(hù)腳+地表排水。

具體方案為：對(duì)高程195 m以上滑坡體進(jìn)行削方減載處理，即在高程195 m設(shè)置一級(jí)10～30 m寬平臺(tái)，高程195 m以上滑體開(kāi)挖坡比1∶1.2～1∶2.0，坡高每隔15 m設(shè)置一級(jí)平臺(tái)，平臺(tái)寬度3～20 m；高程225 m以上滑體全部挖除，開(kāi)挖面沿滑床自然坡度放坡，開(kāi)挖坡度自下往上由1∶1.5漸變至1∶0.8；高程195～240 m范圍內(nèi)基巖開(kāi)挖面采用C20素噴混凝土封閉，噴射厚度5～6 cm；高程225 m平臺(tái)上一級(jí)坡面設(shè)置2～3排坡面排水孔，防止后緣山體內(nèi)地下水滲入滑坡體。高程195 m以下滑坡體沿自然坡度整平，保留已有道路，消除坡面陡坎和沖溝。高程185 m以下坡面陡于1∶2.0的滑坡體采取回填碎石土護(hù)腳措施，回填碎石土坡比1∶2.0～1∶2.5，干砌石護(hù)面。沿滑坡邊緣外側(cè)3～5 m周邊布置1條周邊截水溝，將周邊匯水引至縱向主排水溝或坡面天然沖溝，在滑坡體內(nèi)布置3條縱向排水溝，在每節(jié)平臺(tái)內(nèi)側(cè)設(shè)置截水溝與縱向排水溝相連接。典型剖面設(shè)計(jì)見(jiàn)圖7。

圖7 羅行灘滑坡工程治理典型設(shè)計(jì)剖面Fig.7 Typical design profile of engineering treatment of Luohangtan landslide

滑坡工程治理后，剩余的滑坡體典型剖面經(jīng)計(jì)算穩(wěn)定系數(shù)在短暫狀況下為1.17及以上，持久狀況下在1.29及以上，滑坡穩(wěn)定滿(mǎn)足規(guī)范要求。

5.3 青石梁滑坡治理工程設(shè)計(jì)

青石梁滑坡為水庫(kù)區(qū)涉水滑坡，統(tǒng)籌考慮水庫(kù)蓄水后整體地質(zhì)穩(wěn)定、圍堰填料需要以及與周?chē)鷳B(tài)環(huán)境相協(xié)調(diào)，確定滑坡綜合治理方案為削方減載+地表排水+土地復(fù)耕。

具體方案為：滑坡高程205～238 m采用削坡+土地復(fù)耕措施，土地復(fù)耕的耕植土厚度為0.5 m，設(shè)計(jì)坡比1∶3.0，在高程216 m、228 m、238 m分別設(shè)置一條2 m寬?cǎi)R道；高程238～312 m采用削坡措施，設(shè)計(jì)坡比1∶1.0～1∶1.1，在高程250 m、262 m、274 m、286 m、298 m分別設(shè)置一條2 m寬?cǎi)R道。沿滑坡外側(cè)3～5 m布置1條周邊截水溝，將周邊匯水引至縱向主排水溝，在滑坡體內(nèi)布置3條縱向排水溝，在每節(jié)平臺(tái)內(nèi)側(cè)設(shè)置截水溝與縱向排水溝相連接。典型剖面設(shè)計(jì)見(jiàn)圖8。

圖8 青石梁滑坡工程治理典型設(shè)計(jì)剖面Fig.8 Typical design profile of engineering treatment of Qingshiliang landslide

滑坡工程治理后，剩余的滑坡體典型剖面經(jīng)計(jì)算穩(wěn)定系數(shù)在短暫狀況下為1.15及以上，持久狀況下在1.22及以上，滑坡穩(wěn)定滿(mǎn)足規(guī)范要求。

另外，羅行灘滑坡和青石梁滑坡后緣為基巖順向坡，施工時(shí)盡量避免對(duì)順坡向巖層切腳，滑坡削方施工應(yīng)采取自上而下的施工順序，否則會(huì)產(chǎn)生新的邊坡穩(wěn)定問(wèn)題。

近壩滑坡對(duì)孤山航電樞紐潛在危害較大，建議布置必要的監(jiān)測(cè)工作，其中在工程治理前和治理過(guò)程中開(kāi)展監(jiān)測(cè)工作，主要防止突發(fā)滑坡災(zāi)害；工程治理后開(kāi)展監(jiān)測(cè)工作，主要檢驗(yàn)工程治理效果[12]。

6 結(jié)論

漢江孤山航電樞紐工程近壩河段發(fā)育3處大中型滑坡，滑坡現(xiàn)狀條件下整體均基本穩(wěn)定，水庫(kù)運(yùn)行后或建壩前后短暫工況和持久工況下滑坡欠穩(wěn)定一不穩(wěn)定，滑坡安全系數(shù)不足，對(duì)樞紐工程的建設(shè)和運(yùn)行構(gòu)成直接或間接危害，此外還危及滑體上居民和基礎(chǔ)設(shè)施安全，影響漢江行洪、航運(yùn)等，地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性大，均需采取工程治理措施。

陳家咀滑坡工程治理建議采用抗滑樁+拋石壓腳+排水的工程措施。羅行灘滑坡和青石梁滑坡緊臨孤山大壩，樞紐圍堰建設(shè)需要大量的土石料，滑坡體物質(zhì)是較好的填筑料，滑坡工程治理建議采用以削方減載(削方物質(zhì)直接用于圍堰填筑)+排水為主的工程方案。另外，在滑坡治理前后建議開(kāi)展變形監(jiān)測(cè)工作，以規(guī)避滑坡災(zāi)害的發(fā)生。

滑坡工程治理期間建議加強(qiáng)地質(zhì)巡視工作，檢驗(yàn)前期勘察成果和工程治理方案的合適性，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)研究隨時(shí)處理，確保工程建設(shè)安全。