新疆地区某水库坝体古滑坡原因与稳定性探究

　　摘    要：　分析古滑坡的成因机制和稳定性状况，利用极限平衡法和能量上限解法分别计算该滑坡体的稳定性系数，2种方法所计算的稳定性系数非常接近，计算结果可为该滑坡体的抗滑处理方案提供有力的技术支持。

　　关键词：　水库; 滑坡; 成因机制; 稳定性分析;

　　Abstract：　This paper analyzes the formation mechanism and stability of ancient landslide, and the stability coefficients of the landslide were calculated by the limit equilibrium method and the energy upper limit method, respectively. The stability coefficients calculated by the two methods are very close, and the results can provide strong technical support for the anti-slip treatment of the landslide

　　Keyword：　reservoir; landslide; formation mechanism; stability analysis;

　　1 、引言

　　拟建水库位于新疆维吾尔自治区南疆山区，距某城市约97km。该水利枢纽工程是一项具有生态、防洪、灌溉、发电等综合利用任务的水利工程，是河流山区河段的控制性水利枢纽工程，属大（2）型Ⅱ等工程。主要建筑物由大坝（坝型为面板堆石坝）、泄水建筑物（表孔泄洪洞、中孔泄洪洞、1#、2#深孔放水冲沙洞）、引水发电系统等组成[1]。依据前期勘察结果，拟选坝址坝后下游（距坝轴线直线距离约770m）右岸岸坡中部分布一座古滑坡。

　　2、 坝址工程地质概况

　　拟选坝址位于中山峡谷区，河谷呈“V”形，两岸坡自然边坡55°～65°，地形较陡，大部分基岩裸露，岩性主要为灰黑色的二云母石英片岩，片理产状40°～60°NW∠25～40°，微波状起伏，呈片理面结合牢固的薄层状结构。坝址区无区域性断裂分布，主要发育300°～350°NE∠65°～85°产状的次级断层和长大裂隙。

　　区内干旱少雨，夏季雨量集中。据实测资料统计，年最大降水量215.8mm(2010年），年最小降水量19.2mm(1963年），多年平均降水量68.5mm，历年最大日降水量32.5mm(1993年5月31日）。多年平均蒸发量为3109.1mm（准20cm型蒸发器）。

　　3 、滑坡的特征及成因机制

　　3.1、 滑坡基本特征

　　3.1.1 、滑坡形态

　　该岸坡坡高约1000m，滑坡体位于岸坡中部，前缘剪出口高程2090～2120m，自然坡度40°～60°，地形较陡，局部可见大块石凌乱堆积；后缘形成较为明显的后缘壁及后缘平台（高程2364～2430m），自然坡度15°～30°，地形较缓，地表覆盖坡风积含碎石粉土层，生长较多植被。滑坡体长约380～480m（垂直河向），前缘宽约380m、中部宽约420m、后缘宽约400m，地表面积约2.2×105m2，滑体最大厚度约108m，平均厚度约40.5m，采用平行断面法估算滑坡体积约8.9×106m3，为大型滑坡。此外，滑体表部还发育有一些小冲沟，是汇集地表面流、排泄大气降水的主要场地和通道。
 

　　3.1.2 、滑坡构造特征

　　该滑坡体在平面展布上整体呈不规则的矩形，边界主要受构造控制。滑坡后缘陡坎明显，但不具有典型的圈椅状滑坡后缘壁，而是形成近直线形，受顺河向断层F28控制，断层产状40°NW∠80°，断层带宽度0.2～0.3m，带内主要为构造角砾岩、糜棱岩等，碎裂结构，充填密实，延伸长大于0.5km。据钻孔揭露，后缘有较大拉裂缝，钻进过程中掉钻严重，孔口有风吹出，孔内摄像显示有较大黑洞区域。

　　3.1.3、 滑坡结构特征

　　滑体特征包括：（1）松动岩体及大块石：厚度25.0～44.4m，岩性为二云母石英片岩，岩体多松动，发育垂直滑坡轴线的陡倾角拉裂缝（充填块石及碎块石土），将岩体分割成大块状，呈散体状；（2）完整、连续岩体：厚度10.0～57.0m，岩性为二云母石英片岩，裂隙发育较少，岩体连续、完整；（3）含石碎、块石（黏土质砾）：厚度2.3～41.7m，母岩为二云母石英片岩，原岩结构基本被破坏，大小石块与细粒土混杂，结构紧密。

　　滑面（带）特征：滑坡主滑方向约为320°，滑面基本为直线形，倾角21°～22°（平洞内测量），长约450m，厚度一般0.5～0.8m，局部较厚，约3.7～6.5m，中间夹黏土质砾透镜体。滑带岩性为含砾低液限黏土，深灰～灰绿色，结构密实，弱胶结。

　　3.2、 滑坡成因机制

　　根据现场地质调查及勘探成果，滑坡体分布在高阶地平台及后缘，且表部被粉土覆盖，地表植被发育，可以推测该古滑坡形成于全新世以前，河床位于2090～2120m高程时，由于该段河谷为冲刷岸（凹岸），受河水长期冲刷掏蚀作用，该段顺层边坡被切脚临空，破坏了斜坡的平衡条件，顺层软弱结构面形成底滑面。

　　4 、滑坡稳定性分析

　　4.1、 滑坡稳定性宏观分析

　　据现场勘察及相关资料，目前未见古滑坡复活的变形破坏迹象。滑坡后缘存在的断壁及滑坡形态表明滑坡有较长距离的滑动，能量已充分释放。因此，古滑坡目前稳定性较好。上述分析表明古滑坡目前处于稳定状态，但安全裕度有限，在较大地震作用下，古滑坡的稳定性有降低的可能性。

　　4.2、 滑坡稳定性计算分析

　　本文选取滑坡某纵剖面作为典型计算剖面，分别按天然工况、暴雨工况和天然+地震工况进行稳定性分析计算。暴雨条件下考虑1/2滑体饱水，排水效果系数为0.5，水平地震系数选用0.210。影响滑坡稳定性的因素有坡形、滑面倾角、岩土特性及地下水等，滑坡滑动带抗剪强度参数的取值的合理与否，是评价稳定性的关键所在。为了充分估计滑坡发生的风险，综合试验、规范[2]和软弱结构面抗剪强度指标取值方法等确定稳定性计算参数（见表1）。

　　表1 滑坡稳定性计算参数取值表

　　4.3、 计算结果及分析

　　计算结果表明（见表2），采用极限平衡理论，天然、暴雨、天然+地震3种工况下计算剖面的安全系数为1.30、1.07、0.79；采用基于塑性力学上限定理的EMU方法，安全系数分别为1.28、1.06、0.79。2种计算结果非常接近。

　　由此可知：（1）古滑坡在天然工况下处于稳定状态；（2）暴雨工况下稳定性系数有所降低，处于临界状态，可基本保持稳定；（3）地震对古滑坡的稳定性影响较大，Ⅷ度地震工况下，滑坡体处于不稳定状态。

　　表2 滑坡稳定性系数表

　　5 、结语

　　该古滑坡成因机制为结构面控制的推移式基岩古滑坡。从地质角度宏观分析认为古滑坡目前处于稳定状态，且没有变形破坏迹象，但安全裕度有限，在较大地震作用下，古滑坡的稳定性有降低的可能性。在库坝施工和水库运营中，应在滑坡体上设置滑坡监测系统，对滑坡的变形情况进行监测和预报，保障施工和运营的安全。

　　参考文献

　　[1]陈祖煜,汪小刚,杨健,等.岩质边坡稳定分析---原理·方法·程序[M].北京:中国水利水电出版社,2005.
　　[2]张云祥,王小群,刘毅,等.四川某水库右坝肩滑坡成因机制及稳定性分析[J].工程地质学报,2009,17(3):340.