喻　章，徐光黎，馮　雙，劉耀隆，胡曉龍

(中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)工程學(xué)院，湖北 武漢　430074)

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三峽庫(kù)區(qū)巴東縣大型涉水滑坡工程治理效果評(píng)價(jià)

喻章，徐光黎，馮雙，劉耀隆，胡曉龍

(中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)工程學(xué)院，湖北 武漢430074)

三峽庫(kù)區(qū)大型涉水滑坡的工程治理效果，已經(jīng)成為水庫(kù)能否長(zhǎng)期按要求正常運(yùn)營(yíng)的關(guān)鍵問(wèn)題。在統(tǒng)計(jì)分析三峽庫(kù)區(qū)二期、三期地質(zhì)災(zāi)害防治工程特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，以庫(kù)區(qū)巴東縣15個(gè)典型已治理大型涉水滑坡為研究對(duì)象，匯總、分析了其工程防治方案，總結(jié)了大型涉水滑坡災(zāi)害防治工程措施以抗滑樁工程、護(hù)坡工程和排水工程為主的技術(shù)特點(diǎn)，并根據(jù)多次實(shí)際調(diào)查結(jié)果指出巴東縣已治理大型涉水滑坡普遍存在的宏觀變形問(wèn)題。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合工程治理流程、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查結(jié)果，考慮后期運(yùn)營(yíng)時(shí)可能發(fā)生變化的重要影響因素，采用層次分析法，建立了一個(gè)兼具時(shí)效性和預(yù)見性的多層次、多指標(biāo)的綜合評(píng)價(jià)體系，并基于綜合評(píng)價(jià)值設(shè)定了評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)工程治理效果進(jìn)行分級(jí)。最后，以巴東縣XL01滑坡的工程治理效果評(píng)價(jià)為實(shí)例，檢驗(yàn)此方法的實(shí)用性和有效性，并對(duì)巴東縣典型已治理大型涉水滑坡的工程治理效果進(jìn)行評(píng)價(jià)，結(jié)合實(shí)際調(diào)查結(jié)果，指出巴東縣大型涉水滑坡工程治理效果良好，但仍存在一些問(wèn)題。

三峽庫(kù)區(qū)；大型涉水滑坡；工程治理效果；評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

0　引　言

三峽庫(kù)區(qū)自然地質(zhì)條件十分復(fù)雜，是我國(guó)地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)的地區(qū)之一，區(qū)內(nèi)發(fā)育的地質(zhì)災(zāi)害具有數(shù)量多、規(guī)模大、成因復(fù)雜的特點(diǎn)[1]。為保證三峽工程按期蓄水，對(duì)涉及二期蓄水、三期蓄水和四期蓄水的地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行了重點(diǎn)工程治理，水庫(kù)正常蓄水后，庫(kù)水位每年在145～175 m之間周期性波動(dòng)，庫(kù)水的浸泡軟化作用及水位升降將會(huì)影響涉水滑坡的穩(wěn)定性[2]。截至2015年，相關(guān)已治理滑坡的治理工程系統(tǒng)在該水位條件下已經(jīng)運(yùn)行了8～12年，期間水位的變動(dòng)經(jīng)常伴隨著工程破壞和失效現(xiàn)象，加上區(qū)域發(fā)展需要調(diào)整水庫(kù)運(yùn)行規(guī)律、新增工程活動(dòng)等，這些潛在變化因素很可能會(huì)改變滑坡的平衡條件，引發(fā)事故。因此現(xiàn)階段急需一種有效手段對(duì)已治理涉水滑坡開展工程治理效果評(píng)價(jià)，及時(shí)評(píng)估滑坡現(xiàn)階段的穩(wěn)定性和發(fā)展趨勢(shì)，為該地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害防治工作的部署和區(qū)域發(fā)展的長(zhǎng)期規(guī)劃提供依據(jù)。

由于地質(zhì)災(zāi)害的工程治理效果受多種因素的影響和制約(地形地貌、地層巖性、水文地質(zhì)條件、人類工程活動(dòng)、工程治理措施及其布置等)，常出現(xiàn)認(rèn)識(shí)不清、防治不當(dāng)?shù)膯?wèn)題，造成不良社會(huì)影響和重大經(jīng)濟(jì)損失，因此地質(zhì)災(zāi)害工程治理效果的評(píng)價(jià)受到了業(yè)內(nèi)專家學(xué)者的廣泛關(guān)注。當(dāng)前，關(guān)于地質(zhì)災(zāi)害工程治理效果評(píng)價(jià)研究尚處于發(fā)展階段，還沒(méi)有形成完整統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)體系[3]。但是相關(guān)學(xué)者已經(jīng)從不同研究角度、運(yùn)用不同方法取得了大量的研究成果：(1)運(yùn)用經(jīng)典巖土力學(xué)定量計(jì)算分析方法，對(duì)防治工程單因素作用效果進(jìn)行評(píng)價(jià)。Khazin等針對(duì)滑坡防治工程結(jié)構(gòu)建立了評(píng)價(jià)準(zhǔn)則[4]；胡新麗等建立二維有限元計(jì)算模型研究了抗滑樁工程在庫(kù)區(qū)長(zhǎng)期的周期性水位波動(dòng)條件及暴雨作用下的有效性，并對(duì)滑坡的變形及穩(wěn)定情況進(jìn)行了分析[2]；俸錦福等將滑體與支擋工程視為樁土復(fù)合體，運(yùn)用反分析方法和極限平衡法，評(píng)價(jià)了滑體的穩(wěn)定狀態(tài)，并結(jié)合有限元模擬結(jié)果對(duì)治理方案進(jìn)行了評(píng)價(jià)[5]。(2)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)埋設(shè)監(jiān)測(cè)儀器對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)受力、變形特征進(jìn)行分析，采用現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)方法，以采集的數(shù)據(jù)為支撐，直接進(jìn)行工程治理效果評(píng)價(jià)。劉傳正等運(yùn)用鏈子崖危巖體防治工程的地表和地下監(jiān)測(cè)資料，對(duì)危巖體的防治效果進(jìn)行了評(píng)價(jià)，提出運(yùn)用危巖體變形監(jiān)測(cè)資料、地壓監(jiān)測(cè)資料和整體穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果評(píng)價(jià)工程治理效果的方法[6]。(3)采用數(shù)值模擬等軟件工具，通過(guò)采集的數(shù)據(jù)對(duì)災(zāi)害進(jìn)行模擬反演，建立評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)庫(kù)的方式進(jìn)行評(píng)價(jià)。房銳針對(duì)邊坡治理的具體工程項(xiàng)目(抗滑樁工程、抗滑擋墻、預(yù)應(yīng)力錨索框架等)，分別提出了一套評(píng)價(jià)方法體系，并基于 GIS平臺(tái)建立了一套邊坡治理工程效果評(píng)價(jià)系統(tǒng)[7]。(4)采用基于多因素分析的綜合評(píng)判分析法進(jìn)行評(píng)價(jià)。鄭明新篩選出滑坡防治效果的11項(xiàng)后評(píng)價(jià)因子，采用模糊數(shù)學(xué)方法進(jìn)行定量或半定量描述，考慮滑坡及防治工程特征對(duì)后評(píng)價(jià)效果的影響程度確定了隸屬度，并提出修正的功能重要度系數(shù)權(quán)重確定法來(lái)確定權(quán)重，建立模糊綜合評(píng)價(jià)模型[8]；袁宏川等采用多層次模糊綜合評(píng)價(jià)的方法對(duì)三峽庫(kù)區(qū)地質(zhì)災(zāi)害防治效果進(jìn)行評(píng)價(jià)和分析，建立了一套基于項(xiàng)目投資建設(shè)和社會(huì)影響地質(zhì)災(zāi)害防治效果評(píng)價(jià)指標(biāo)體系[9]。這些研究都取得了豐富的成果，為治理工程效果評(píng)價(jià)的進(jìn)一步完善奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

但是，這些方法都太依賴于治理工程完成前的基礎(chǔ)資料及短期的施工監(jiān)測(cè)資料，與治理工程完成后災(zāi)害體及治理工程的實(shí)際變形情況沒(méi)有很好的結(jié)合，缺乏對(duì)外界潛在可變因素的考慮，使評(píng)價(jià)體系缺乏時(shí)效性和預(yù)見性。滑坡治理工程效果的評(píng)價(jià)是一項(xiàng)復(fù)雜的綜合分析過(guò)程[3]。本文在明確三峽庫(kù)區(qū)地質(zhì)災(zāi)害防治工程特點(diǎn)的前提下，以近期對(duì)三峽庫(kù)區(qū)巴東縣已治理大型涉水滑坡的多次實(shí)地調(diào)查獲得的資料為基礎(chǔ)，結(jié)合收集到的勘察、設(shè)計(jì)、施工和監(jiān)測(cè)資料，考慮研究區(qū)外界潛在可變因素，利用層次分析法系統(tǒng)研究工程治理效果分析與評(píng)價(jià)的層次結(jié)構(gòu)，建立一套具有時(shí)效性和預(yù)見性的定性與定量評(píng)價(jià)相結(jié)合的綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，并以此對(duì)調(diào)查的巴東縣大型滑坡進(jìn)行治理工程效果評(píng)價(jià)分析。

1　巴東縣已治理大型涉水滑坡概況

1.1主要防治措施

三峽庫(kù)區(qū)地質(zhì)災(zāi)害防治以工程治理為主，從庫(kù)區(qū)二期和三期防治工程統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)(圖1)可以看出，湖北、重慶兩省市治理工程分別占處置措施總數(shù)的87.4%和99.2%，并且治理工程的類型也非常全面，主要包含注漿工程、支(攔)擋工程、護(hù)坡工程、削方(反壓)工程、截(排)水工程(圖2)，所占比例分別為1.6%、24.4%、28.6%、19.2%、28.2%[10]。

圖1　三峽庫(kù)區(qū)治理工程項(xiàng)目數(shù)量直方圖Fig.1　Quantity histogram of treatment projects in the Three Gorges Reservoir area

圖2　三峽庫(kù)區(qū)治理工程類型分布直方圖Fig.2　Distribution histogram of treatment project types in the Three Gorges Reservoir area

巴東縣作為庫(kù)區(qū)地質(zhì)災(zāi)害的重災(zāi)區(qū)，其治理工程類型具有相同的規(guī)律，根據(jù)收集的基礎(chǔ)資料和野外調(diào)查成果，建立待研究滑坡的防治工程資料庫(kù)，從中提取各個(gè)滑坡的位置、高程、規(guī)模、竣工年數(shù)和對(duì)應(yīng)的具體防治工程措施資料(表1)。對(duì)工程治理資料進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析可知：(1)巴東縣大型涉水滑坡災(zāi)害工程治理措施齊全，技術(shù)方法廣泛，幾乎包含了滑坡防治所有常用方法；滑坡體積越大，條件越復(fù)雜，工程治理措施越完善。

(2)在進(jìn)行巴東縣大型涉水滑坡災(zāi)害治理時(shí)，抗滑樁、格構(gòu)+砌石護(hù)坡和截(排)水是使用最廣泛的措施，其中護(hù)坡和截(排)水措施幾乎存在于每個(gè)滑坡的防治體系之中。

(3)在大型涉水滑坡災(zāi)害防治過(guò)程中，很注重庫(kù)水位消落帶附近岸坡的治理，主要抗滑工程(抗滑樁、擋土墻、錨拉梁、錨拉格構(gòu)等)多集中于這一帶；低水位以下除個(gè)別滑坡有壓腳工程外，很少有其他防治措施，具有明顯的區(qū)域特色。

(4)在此區(qū)域，施工監(jiān)測(cè)(變形、應(yīng)力、地下水監(jiān)測(cè)等)是各個(gè)涉水大型滑坡災(zāi)害防治工程設(shè)計(jì)時(shí)的必備手段，但根據(jù)調(diào)查結(jié)果，監(jiān)測(cè)設(shè)施多在施工完成后1～2年內(nèi)損壞失效，缺乏長(zhǎng)期持續(xù)的監(jiān)測(cè)工作。

1.2治理工程宏觀變形情況

結(jié)合2014年7月至8月水庫(kù)145～150 m水位運(yùn)行時(shí)的首次野外調(diào)查成果、2015年1月水庫(kù)170～171 m水位運(yùn)行時(shí)的第二次野外復(fù)查資料和2015年7月水位150 m左右的第三次野外查驗(yàn)結(jié)果，統(tǒng)計(jì)分析滑坡體變形情況、治理工程完整性及損毀情況表明，前緣高程小于145 m的涉水滑坡工程治理措施總體完好，但也存在一些變形問(wèn)題，主要有：

(1)抗滑工程，由于前期對(duì)滑坡的認(rèn)識(shí)程度不夠，實(shí)際滑動(dòng)面與設(shè)計(jì)滑動(dòng)面偏差較大，抗滑工程不足以抵擋實(shí)際下滑推力，使擋土墻、錨拉梁、錨拉格構(gòu)等垮塌、剪斷，個(gè)別滑坡甚至出現(xiàn)抗滑樁被剪出、歪斜的情況，失去主要抗滑能力，如GDK06滑坡。

(2)護(hù)坡工程，由于設(shè)計(jì)時(shí)的認(rèn)識(shí)缺陷，對(duì)庫(kù)水位快速大范圍變動(dòng)及浪涌等因素對(duì)護(hù)坡工程的作用機(jī)理沒(méi)有清晰的認(rèn)識(shí)，運(yùn)行時(shí)護(hù)坡區(qū)整體滑動(dòng)破壞(圖3(a))，格構(gòu)護(hù)坡區(qū)變形剪斷，塊石護(hù)坡區(qū)剪出(圖3(b))、掉塊。

(3)截(排)水工程，截(排)水工程的破壞主要是由表層變形引起，加之施工質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，排水溝容易出現(xiàn)錯(cuò)斷、開裂、堵塞等現(xiàn)象(圖3(c)、(d))，使其喪失了應(yīng)有的排水功能。

(4)監(jiān)測(cè)設(shè)施大多損壞失效(圖3(e))。

(5)治理方案缺陷，未設(shè)置護(hù)坡工程，庫(kù)岸再造現(xiàn)象明顯(圖3(f))。

2　滑坡工程治理效果綜合評(píng)價(jià)體系

目前，三峽庫(kù)區(qū)對(duì)已完成工程治理滑坡的效果評(píng)價(jià)，只是施工完成后按照現(xiàn)行的行業(yè)規(guī)范進(jìn)行竣工驗(yàn)收。在經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后，這些治理措施是不是“對(duì)癥下藥”，是否達(dá)到了預(yù)期的效果，在潛在變化條件影響下已治理滑坡的穩(wěn)定性發(fā)展方向，一般較少關(guān)注和研究[7]。但是根據(jù)相關(guān)部門規(guī)劃的需求，如：需增加庫(kù)水位日降幅、需加強(qiáng)地區(qū)工程建設(shè)等，這就需要對(duì)滑坡工程治理效果進(jìn)行再次評(píng)價(jià)，指出存在的問(wèn)題，為相關(guān)部門提供強(qiáng)有力的決策依據(jù)。在此前提下，本文試圖根據(jù)本區(qū)域已治理大型涉水滑坡的特點(diǎn)，以野外變形調(diào)查資料為主體，建立一套工程治理效果快速綜合評(píng)價(jià)體系，進(jìn)行工程治理效果評(píng)價(jià)。

表1　巴東縣涉水滑坡災(zāi)害基本情況及其治理工程統(tǒng)計(jì)表

2.1評(píng)價(jià)層次結(jié)構(gòu)

滑坡工程治理效果評(píng)價(jià)是一個(gè)涉及范圍廣、影響因素眾多的復(fù)雜分析過(guò)程[3]。因此，在深入分析庫(kù)區(qū)涉水滑坡工程治理問(wèn)題的基礎(chǔ)上，查閱了相關(guān)規(guī)范，參考前人研究成果，提取主要評(píng)價(jià)指標(biāo)，再根據(jù)系統(tǒng)工程原理建立了大型涉水滑坡工程治理效果評(píng)價(jià)層次結(jié)構(gòu)(圖4)。這一多層次結(jié)構(gòu)的評(píng)價(jià)過(guò)程，其目標(biāo)層(A)為涉水滑坡工程治理效果。一級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)共5項(xiàng)，其中3項(xiàng)為核心要素，滑坡本體(B1)、防治工程(B2)、宏觀變形(B3)，2項(xiàng)為輔助要素，區(qū)域效益(B4)、可變條件(B5)。對(duì)每項(xiàng)核心要素提取5項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)，每項(xiàng)輔助要素提取3項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)，組成二級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)，并對(duì)每項(xiàng)二級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)設(shè)置4級(jí)量化分級(jí)指標(biāo)(四選一指標(biāo))。其中，評(píng)價(jià)指標(biāo)的選取遵照規(guī)范要求，密切結(jié)合實(shí)際工作的流程，在保證可行性的前提下，盡量減少評(píng)價(jià)過(guò)程中主觀因素的影響，以提高評(píng)價(jià)的準(zhǔn)確性和實(shí)用性。

圖4　滑坡治理工程效果評(píng)價(jià)層次結(jié)構(gòu)圖Fig.4　Evaluation hierarchy chart for the landslide treatment project effect

2.2評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

任何評(píng)價(jià)模型都是建立在一定的評(píng)價(jià)因素集上，即指標(biāo)體系[11]。防治工程效果評(píng)價(jià)模型的可靠性，很大程度取決于評(píng)價(jià)指標(biāo)的選擇[12]。根據(jù)上述評(píng)價(jià)層次結(jié)構(gòu)，本文以充分利用基礎(chǔ)資料為原則，以多次實(shí)際調(diào)查數(shù)據(jù)為核心，遵照三峽庫(kù)區(qū)地質(zhì)災(zāi)害防治相關(guān)技術(shù)要求，將定性研究與定量研究方法相結(jié)合，對(duì)各子目標(biāo)層分別建立評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。

2.2.1滑坡本體(B1)因子評(píng)價(jià)

滑坡本體因子的評(píng)價(jià)就是對(duì)滑坡體基本特征的評(píng)價(jià)，在評(píng)價(jià)過(guò)程中始終要從滑坡的基本特征出發(fā)，只有清楚認(rèn)識(shí)滑坡所處環(huán)境，明確滑坡規(guī)模和復(fù)雜程度，準(zhǔn)確獲取其巖土參數(shù)，才能提高對(duì)滑坡的成因、災(zāi)變機(jī)制、滑帶分布和發(fā)展趨勢(shì)的認(rèn)識(shí)程度，為滑坡防治制定科學(xué)的治理方案奠定基礎(chǔ)。據(jù)此建立滑坡本體因子評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，如表2所示。

表2滑坡本體因子評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

Table 2Evaluation index system of landslide body factors

一級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)(Bi)二級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)(Cij)量化分級(jí)指標(biāo)(Dijf)D1j1D1j2D1j3D1j4滑坡本體因子(B1)所處環(huán)境(C11)簡(jiǎn)單中等 復(fù)雜極復(fù)雜滑坡規(guī)模(C12)小型中型 大型特大-巨型巖土參數(shù)(C13)精確準(zhǔn)確 中等粗糙復(fù)雜程度(C14)簡(jiǎn)單中等 復(fù)雜極復(fù)雜認(rèn)識(shí)程度(C15)清楚較清楚一般差

2.2.2治理工程(B2)因子評(píng)價(jià)

在對(duì)滑坡本體具有充分、準(zhǔn)確認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行滑坡防治工程設(shè)計(jì)時(shí)，還應(yīng)根據(jù)相關(guān)規(guī)范，進(jìn)行校核計(jì)算，制定科學(xué)、合理的防治工程方案，設(shè)置合理的工程類型，進(jìn)行嚴(yán)格的施工質(zhì)量控制，并做好監(jiān)測(cè)預(yù)警和后期維護(hù)工作，以保證治理工程的經(jīng)濟(jì)、有效、可靠。據(jù)此建立治理工程因素評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，如表3。

2.2.3宏觀變形(B3)因子評(píng)價(jià)

在經(jīng)過(guò)驗(yàn)收后的治理工程運(yùn)行階段，對(duì)于未出現(xiàn)整體性滑移的滑坡，儀器監(jiān)測(cè)、日常巡查、定期調(diào)查是保證工程安全運(yùn)行的重要舉措，其監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和調(diào)查宏觀變形跡象是評(píng)價(jià)治理效果的重要因素，而根據(jù)實(shí)際情況，監(jiān)測(cè)工程大都在工程完工后1～2年內(nèi)全部失效，這就使得日常巡查、定期調(diào)查得到的宏觀變形跡象在后期評(píng)價(jià)中顯得尤為重要。且考慮到已治理滑坡的變形問(wèn)題與時(shí)間有較大關(guān)系，本文所指的宏觀變形主要包含多次實(shí)際調(diào)查過(guò)程中可獲取的近期形成或正在發(fā)展的變形及破壞治理工程完整性的大變形。據(jù)此，從實(shí)際調(diào)查得到的抗滑工程、減滑工程、護(hù)坡工程、滑坡坡面、坡上建筑等的宏觀變形情況出發(fā)，構(gòu)造宏觀變形評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，如表4。

表3治理工程因子評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

Table 3Evaluation index system of treatment engineeringfactors

一級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)(Bi)二級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)(Cij)量化分級(jí)指標(biāo)(Dijf)D2j1D2j2D2j3D2j4防治工程因子(B2)校核計(jì)算(C21)穩(wěn)定較穩(wěn)定一般過(guò)于穩(wěn)定或不穩(wěn)定工程方案(C22)合理較合理一般不合理工程規(guī)模(C22)I級(jí)II級(jí)III級(jí)IV級(jí)施工質(zhì)量(C23)很好較好一般差監(jiān)測(cè)維護(hù)(C24)完善較完善一般無(wú)

表4宏觀變形因子評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

Table 4Evaluation index system of macro-deformationfactors

一級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)(Bi)二級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)(Cij)量化分級(jí)指標(biāo)(Dijf)D3j1D3j2D3j3D3j4宏觀變形因子(B3)抗滑工程(C31)完好小變形較大變形整體失效減滑工程(C32)完好小變形較大變形整體失效護(hù)坡工程(C33)完好小變形較大變形整體失效滑坡坡面(C34)完好小裂縫局部滑移整體滑移坡上建筑(C35)完好小裂縫大裂縫 倒塌

2.2.4區(qū)域效益(B4)因子評(píng)價(jià)

作為輔助評(píng)價(jià)要素之一的區(qū)域效益因子是指滑坡的工程治理對(duì)區(qū)內(nèi)經(jīng)濟(jì)、人文、生態(tài)等因素的影響?；轮卫砉こ痰膶?shí)施可能加快地方經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、增加人民的幸福感，但也可能破壞生態(tài)平衡、造成環(huán)境污染。因此，增加區(qū)域效益因子作為滑坡災(zāi)害工程治理效果評(píng)價(jià)的要素是非常必要的，其評(píng)價(jià)指標(biāo)體系如表5。

2.2.5可變條件(B5)因子評(píng)價(jià)

外界條件的變化，將對(duì)坡體的穩(wěn)定性產(chǎn)生不同程度的影響[13]。對(duì)于庫(kù)區(qū)涉水滑坡，相對(duì)于現(xiàn)階段運(yùn)行條件，未來(lái)一定時(shí)間內(nèi)最可能遭遇的潛在變化條件是庫(kù)水位變幅、人類工程活動(dòng)和最大降雨量(表6)。

表5　區(qū)域效益因子評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

表6潛在可變條件因子評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

Table 6Evaluation index system of latent variable condition factors

一級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)(Bi)二級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)(Cij)量化分級(jí)指標(biāo)(Dijf)D5j1D5j2D5j3D5j4可變條件因子(B5)庫(kù)水變動(dòng)(C51)小相同稍大很大降雨量(C52) 小相同稍大很大工程活動(dòng)(C54)少相同稍多很多

3　滑坡工程治理效果綜合評(píng)價(jià)方法

3.1評(píng)價(jià)計(jì)算模型

常用的評(píng)價(jià)計(jì)算模型，大致可以分為4類：指數(shù)模型、概率統(tǒng)計(jì)模型、模糊數(shù)學(xué)模型和灰色系統(tǒng)模型[14]。本文參考隧道圍巖質(zhì)量分級(jí)組合評(píng)價(jià)計(jì)算模型[15]，明確各評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的設(shè)置規(guī)則，根據(jù)地質(zhì)災(zāi)害工程治理效果評(píng)價(jià)的特點(diǎn)，采用線性加權(quán)和法建立涉水滑坡工程治理效果綜合評(píng)價(jià)計(jì)算模型，可表示為：

其中，

式中：R為涉水滑坡工程治理效果綜合評(píng)價(jià)值，ki(i=1，2，…，n)為第i個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重，Ri

為第i個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)經(jīng)過(guò)加權(quán)計(jì)算或量化處理后的評(píng)價(jià)值。

3.2評(píng)價(jià)因子量化分級(jí)

在建立的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系中各屬性因子的量綱和衡量尺度差異較大，相互間定量可比性較差。因此，對(duì)于缺乏定量數(shù)據(jù)的因子，根據(jù)它們對(duì)評(píng)價(jià)目標(biāo)的正向影響的大小，從高到低進(jìn)行分級(jí)，以反映工程治理效果由優(yōu)到劣的變化。為保持一致性，文中統(tǒng)一分為4級(jí)，并將其分級(jí)結(jié)果作為量化分級(jí)指標(biāo)層。由于該層各因素分級(jí)明確，評(píng)價(jià)時(shí)只需在4個(gè)單因素指標(biāo)中選取其中一個(gè)即可。文中采用二值法(0-1評(píng)分法)，對(duì)量化分級(jí)指標(biāo)進(jìn)行取值(Pf)。如抗滑工程(C31)宏觀變形指標(biāo)，若其實(shí)際變形情況符合完好(D311)，此項(xiàng)便取1，其他不符合的3項(xiàng)(D312、D313、D313)全部取0(表7)。

量化分級(jí)指標(biāo)層D的取值確定后，可根據(jù)各級(jí)因子的權(quán)重分別計(jì)算指標(biāo)層C、B和目標(biāo)層A的值，這樣可簡(jiǎn)單達(dá)到分級(jí)評(píng)價(jià)的目的。

3.3確定評(píng)價(jià)因子權(quán)重

評(píng)價(jià)因子權(quán)重的確定是否恰當(dāng)直接決定了評(píng)價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確性，根據(jù)前述評(píng)價(jià)層次結(jié)構(gòu)建立的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，為了表示各評(píng)價(jià)因子對(duì)評(píng)價(jià)目標(biāo)的相對(duì)重要程度，還需要確定每一個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重值。確定權(quán)重的方法有多種，可采用目前應(yīng)用較為成熟的層次分析法和專家打分法綜合確定各評(píng)價(jià)因子的權(quán)重[16-17]。本文利用上述方法分別確定一級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)B和二級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)C的權(quán)重值(ki和kij)。

現(xiàn)以確定一級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)B的權(quán)重值為例，說(shuō)明一、二級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重值的確定方法?？紤]三峽庫(kù)區(qū)巴東縣大型涉水滑坡的實(shí)際治理情況，并向多位相關(guān)專家征詢一級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)的相對(duì)重要性評(píng)估意見，經(jīng)多次征求意見，建立的判斷矩陣Tb如下：

表7　三級(jí)單因素評(píng)價(jià)指標(biāo)量化處理

矩陣計(jì)算結(jié)果如下：

最大特征值λmax=5.232。

對(duì)應(yīng)的特征向量為

w=(0.1620.2400.4780.0410.079)；

因?yàn)镃R<0.1，所以認(rèn)為判斷矩陣具有滿意的一致性,說(shuō)明權(quán)重值分配是合理的。采用相同方法確定二級(jí)指標(biāo)的權(quán)重值，最終確定一、二級(jí)各指標(biāo)的權(quán)重值。

對(duì)于量化分級(jí)指標(biāo)，則采用經(jīng)驗(yàn)方法確定其權(quán)重值(kijf)，如宏觀變形(B3)因子評(píng)價(jià)中的抗滑工程(C31)變形指標(biāo)中：若抗滑工程完好，權(quán)重值取1；若存在小變形，權(quán)重值取0.8；若存在大變形，權(quán)重值取0.5；若抗滑工程整體失效，權(quán)重值取0.3(表7)。該因素對(duì)目標(biāo)的正向影響越大，則其權(quán)重值越大，表示其防治效果也越好[18]。

3.4評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)分級(jí)

從工程技術(shù)角度講，工程治理效果評(píng)價(jià)是從滑坡的穩(wěn)定性以及是否影響到水庫(kù)正常運(yùn)營(yíng)、公路正常運(yùn)行、災(zāi)體附近居民正常生活、災(zāi)體區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展等為主要標(biāo)準(zhǔn)，而滑坡地區(qū)的穩(wěn)定性是評(píng)價(jià)滑坡工程治理效果的基礎(chǔ)，其他因素則是評(píng)價(jià)滑坡治理工程好壞的重要方面?？紤]實(shí)際評(píng)價(jià)工作中的易用性和明確性，對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果按照涉水滑坡工程治理效果綜合評(píng)價(jià)值(R)劃分為4個(gè)等級(jí)，即：工程治理效果優(yōu)秀、工程治理效果良好、工程治理效果一般和工程治理效果差(過(guò)于保守或失敗)，并根據(jù)評(píng)價(jià)體系說(shuō)明每級(jí)工程治理效果的基本特征(表8)[19]。

4　巴東縣大型涉水滑坡工程治理效果綜合評(píng)價(jià)

4.1XL01滑坡工程治理效果評(píng)價(jià)

XL01滑坡位于巴東縣白土坡小區(qū)前緣臨長(zhǎng)江邊，前緣高程65～87 m，后緣高程280～300 m，滑體厚度25～30 m，具有深、淺兩個(gè)滑帶，滑坡平面形態(tài)為半圓形，剖面形態(tài)呈階梯狀，其前緣呈向北凸出的弧形展布，寬度500 m，中部寬度450 m，后緣寬度350 m，滑坡斜長(zhǎng)約430 m，滑坡面積為18.63×104m2，體積559.0×104m3，為大型巖質(zhì)滑坡。滑坡治理前庫(kù)岸再造問(wèn)題嚴(yán)重，2003年采用了抗滑樁+重力擋墻+格構(gòu)錨+干砌石+漿砌護(hù)坡+拋石壓腳+施工監(jiān)測(cè)的工程治理措施。此次調(diào)查發(fā)現(xiàn)了多處宏觀變形跡象，如圖3(g)—(i)。

按照前文建立的滑坡工程治理效果綜合評(píng)價(jià)體系，運(yùn)用綜合評(píng)價(jià)方法，對(duì)XL01大型涉水滑坡的工程治理效果進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)與分析。按照層次分析法計(jì)算的標(biāo)準(zhǔn)流程，構(gòu)造相關(guān)判斷矩陣，依據(jù)XL01滑坡防治工程的野外調(diào)查和室內(nèi)資料分析成果，進(jìn)行專家打分，確定各因子的權(quán)重(表9)，并利用線性加權(quán)和法計(jì)算XL01工程治理效果綜合評(píng)價(jià)值(R)。

表8　大型涉水滑坡工程治理效果分級(jí)

表9XL01滑坡工程治理效果評(píng)價(jià)指標(biāo)體系及權(quán)重取值

Table 9Evaluation index system and weight values of landslide treatment effect

Bi/kiCij/kijDijf/kijfDij1/kij1Dij2/kij2Dij3/kij3Dij4/kij4Pf*kijfB1/0.16C11/0.016D111/1D112/0.8D113/0.5D114/0.40.8C12/0.016D121/1D122/0.7D123/0.5D124/0.30.5C13/0.040D131/1D132/0.8D133/0.5D134/0.20.8C14/0.032D141/1D142/0.8D143/0.5D144/0.40.5C15/0.056D151/1D152/0.8D153/0.5D154/0.20.5B2/0.24C21/0.055D211/1D212/0.8D213/0.5D214/0.21.0C22/0.098D221/1D222/0.8D223/0.5D224/0.20.8C23/0.026D231/1D232/0.8D233/0.6D234/0.40.8C24/0.036D241/1D242/0.8D243/0.6D244/0.40.8C25/0.025D251/1D252/0.8D253/0.5D254/0.40.5B3/0.48C31/0.240D311/1D312/0.8D313/0.5D314/0.31.0C32/0.120D321/1D322/0.8D323/0.5D324/0.30.8C33/0.055D331/1D332/0.8D333/0.5D334/0.30.8C34/0.030D341/1D342/0.8D343/0.5D344/0.30.8C35/0.035D351/1D352/0.8D353/0.5D354/0.30.5B4/0.04C41/0.010D411/1D412/0.8D413/0.6D414/0.40.6C42/0.020D421/1D422/0.8D423/0.6D424/0.40.8C43/0.010D431/1D432/0.8D433/0.6D434/0.40.6B5/0.08C51/0.033D511/1D512/0.8D513/0.6D514/0.30.6C52/0.037D521/1D522/0.8D523/0.6D524/0.30.6C54/0.010D531/1D532/0.8D533/0.6D534/0.30.8∑10.7918

注：Bi/ki為評(píng)價(jià)指標(biāo)/對(duì)應(yīng)權(quán)重值；Pf*kijf為XL01滑坡量化分級(jí)指標(biāo)得分。

經(jīng)計(jì)算得到該滑坡工程治理效果的綜合評(píng)價(jià)值R=0.791 8，工程治理效果等級(jí)為良好，穩(wěn)定性判別為基本穩(wěn)定，與實(shí)際情況比較吻合。XL01滑坡的防治工程目前對(duì)滑體整體的穩(wěn)定性具有良好的控制作用，但前緣局部護(hù)坡工程出現(xiàn)多處裂縫、錯(cuò)斷，中部房屋開裂，滑坡體表面小范圍垮塌，但其變形都在允許的范圍之內(nèi)，外界潛在可變條件在小范圍內(nèi)波動(dòng)，對(duì)滑坡整體穩(wěn)定性影響不大。

4.2巴東縣綜合評(píng)價(jià)結(jié)果

按照XL01滑坡的評(píng)價(jià)流程，對(duì)巴東縣已實(shí)施工程治理的15個(gè)大型涉水滑坡進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)(過(guò)程略)，其評(píng)價(jià)結(jié)果為：DRK01滑坡(R=0.474 7)工程治理效果差；GDK06(R=0.626 1)滑坡、XL04滑坡(R=0.664 4)工程治理效果一般；DRK02滑坡(R=0.704 5)、XL01滑坡(R=0.791 8)、XL03滑坡(R=0.707 0)工程治理效果良好；其余9個(gè)滑坡工程治理效果優(yōu)秀(圖5)。

圖5　工程治理效果綜合評(píng)價(jià)結(jié)果Fig.5　Comprehensive evaluation result of treatment effect

由評(píng)價(jià)量化處理結(jié)果可知，巴東縣已治理大型涉水滑坡的工程治理效果顯著，80%滑坡工程治理效果為良好及以上，現(xiàn)階段表現(xiàn)基本穩(wěn)定或穩(wěn)定。但是也存在治理不徹底的滑坡，在庫(kù)水位變幅增大等外界條件變化的條件下，整體或局部穩(wěn)定性差，后期仍需要進(jìn)行優(yōu)化整治。

5　結(jié)論與建議

三峽水庫(kù)消落帶涉及的地質(zhì)災(zāi)害的工程治理效果與水庫(kù)正常運(yùn)行、居民日常生活和區(qū)域規(guī)劃部署密切相關(guān)，而部分已治理災(zāi)害體在過(guò)去8～12年水庫(kù)正常運(yùn)行的條件下，治理工程及滑坡體常出現(xiàn)不同程度的宏觀變形跡象，因此，現(xiàn)階段在缺乏實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上開展已治理滑坡災(zāi)害的工程治理效果評(píng)價(jià)，具有重要的理論和實(shí)際意義。本文通過(guò)建立綜合評(píng)價(jià)體系和設(shè)定的綜合評(píng)價(jià)方法，在對(duì)三峽庫(kù)區(qū)巴東縣大型涉水滑坡防治工程調(diào)查和資料分析的基礎(chǔ)上，開展工程治理效果評(píng)價(jià)研究，獲得如下主要認(rèn)識(shí)：

(1)匯總、分析了庫(kù)區(qū)巴東縣15個(gè)已治理大型涉水滑坡的防治工程措施，總結(jié)了三峽庫(kù)區(qū)大型涉水滑坡災(zāi)害防治以抗滑樁工程、護(hù)坡工程和排水工程為主的技術(shù)特點(diǎn)，并結(jié)合實(shí)際調(diào)查結(jié)果，指出了已治理工程存在超出允許范圍的宏觀變形問(wèn)題。

(2)根據(jù)大型涉水滑坡災(zāi)害特點(diǎn)，結(jié)合工程治理工作流程和后期運(yùn)行存在的潛在可變條件，運(yùn)用層次分析法提出包含3項(xiàng)核心要素和2項(xiàng)輔助要素的滑坡工程治理效果綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，包括5個(gè)一級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)和21個(gè)二級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)。并采用加權(quán)線性和法建立涉水滑坡工程治理效果綜合評(píng)價(jià)計(jì)算模型，確定權(quán)重取值和量化分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

(3)以XL01滑坡為例，檢驗(yàn)了文中建立的綜合評(píng)價(jià)體系的有效性，并對(duì)巴東縣15處已治理涉水滑坡進(jìn)行逐一評(píng)價(jià)。根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果得出，巴東縣大型涉水滑坡的工程治理效果顯著，80%滑坡治理效果良好-優(yōu)秀，現(xiàn)階段表現(xiàn)穩(wěn)定，但是也存在工程治理效果一般的滑坡，少數(shù)滑坡(20%)整體或局部穩(wěn)定性差，仍存在安全隱患，后期需要繼續(xù)進(jìn)行防治。

由于庫(kù)區(qū)涉水滑坡災(zāi)害的發(fā)育分布特征和形成機(jī)理的復(fù)雜性和外界影響條件的可變性，開展無(wú)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)條件下涉水滑坡工程治理效果評(píng)價(jià)還是一個(gè)探索的過(guò)程，有待于在今后實(shí)踐過(guò)程中進(jìn)一步修正。

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Engineering Treatment Effect Evaluation of Large-scale Wading Landslides in Badong County of the Three Gorges Reservoir Area

YU Zhang, XU Guangli, FENG Shuang, LIU Yaolong, HU Xiaolong

(FacultyofEngineering,ChinaUniversityofGeosciences,Wuhan，Hubei430074,China)

Engineering treatment effect of large-scale wading landslides in the Three Gorges Reservoir area has become a key issue that whether the reservoir can be in long-term normal operation. Taking the 15 large-scale wading landslides that have been treated in Badong County as the research object, this study summarized the large-scale wading landslides prevention and control engineering measures and analyzed the technical characteristics of large-scale wading landslide disaster prevention projects, and revealed that the anti-slide pile, slope protection engineering and drainage engineering have the highest utilization rate of engineering measures,and then pointed out the macro-deformation problems of engineering treatment based on the actual investigation.Combined with quantitative and qualitative evaluation method，this paper proposes an assessment approach with multi-levels and multi-factors. The index system was established according to the engineering treatment processes, survey results and the important factors that might change in the late operation. And based on the comprehensive evaluation value an evaluation standard was set up.The application case of XL01 landslide shows that this approach is practical and effective.Finally, this paper classified the large-scale wading landslides engineering treatment effect of Badong County according to the evaluation system. It comes to the conclusion that the engineering treatment has a good effect,but there still have some problems.

the Three Gorges Reservoir area; large-scale wading landslide; engineering treatment effect; evaluation index system

2015-09-15；改回日期：2016-03-10；責(zé)任編輯：潘令枝。

國(guó)土資源部科研項(xiàng)目“三峽水庫(kù)水位日降幅對(duì)庫(kù)區(qū)地質(zhì)災(zāi)害防治工程影響的調(diào)查評(píng)價(jià)研究”(2014056170)。

喻章，男，博士研究生，1990年出生，地質(zhì)工程專業(yè)，主要從事巖土體穩(wěn)定性和地質(zhì)災(zāi)害防治方面的研究。Email：yuzfs@outlook.com。

徐光黎，男，教授、博士生導(dǎo)師，1963年出生，工程地質(zhì)專業(yè)，主要從事巖土體穩(wěn)定性和地質(zhì)災(zāi)害防治方面的教學(xué)與研究。Email：xu1963@cug.edu.cn。

P642.2；P694

A

1000-8527(2016)03-0695-10