李金柱， 卞學(xué)軍

(湖北省地質(zhì)局 水文地質(zhì)工程地質(zhì)大隊(duì)，湖北 荊州 434020)

1993年10月雙龍湖水庫(kù)蓄水后，滑坡前緣岸坡區(qū)約1/3位于設(shè)計(jì)洪水位線(xiàn)以下，坡體在岸坡物質(zhì)組成、庫(kù)水動(dòng)力作用以及人類(lèi)工程活動(dòng)等內(nèi)外因素的影響下，塌岸變形加劇(照片1)，致使宣恩縣城區(qū)與S232省道連接線(xiàn)公路交通多次中斷，甚至影響雙龍湖水庫(kù)滑坡的整體穩(wěn)定。因此應(yīng)及時(shí)對(duì)塌岸變形發(fā)展趨勢(shì)作出預(yù)測(cè)，為塌岸的防治方案提供依據(jù)。

照片1 左側(cè)塌岸區(qū)地面沉降變形
Photo 1 Land subsidence and deformation in left bank collapse area

1 雙龍湖水庫(kù)滑坡概況

雙龍湖水庫(kù)滑坡位于宣恩縣清江南岸支流—中間河左岸，下游距宣恩縣城區(qū)1.7 km，行政區(qū)劃隸屬于珠山鎮(zhèn)雙龍湖村?；掳l(fā)育于三疊系中統(tǒng)巴東組第二段(T2b2)碎屑巖地層構(gòu)成的斜坡區(qū)。其平面形態(tài)似扇形，地貌上總體表現(xiàn)為東高、西低的折線(xiàn)狀地形，后緣高程647 m，前緣高程523 m位于常水位線(xiàn)550 m以下。滑體東西縱長(zhǎng)286 m，平均寬度433 m，面積12.38×104m2，厚3.5～23.7 m，平均厚度10 m，總體積123.84×104m3，主滑方向?yàn)?62°?；w物質(zhì)組成以塊石土為主，次為含碎石粉質(zhì)粘土和呈透鏡狀分布的碎石土。屬一大型牽引式土質(zhì)滑坡[1](圖1)。

圖1 滑坡工程地質(zhì)平面圖
Fig.1 Engineering geological plan of landslide
1.滑坡體范圍線(xiàn)(箭頭表示主滑方向)；2.變形體及編號(hào)；3.塌岸變形區(qū)及編號(hào)；4.房屋或地面裂縫；5.受損房屋；6.鉆孔及編號(hào)；7.探槽及編號(hào)；8.剖面線(xiàn)；9.第四系范圍線(xiàn)；10.工程地質(zhì)巖組界線(xiàn)。

2 影響塌岸的主要因素

塌岸是指水庫(kù)庫(kù)岸在自然和人為因素作用下發(fā)生坍塌的現(xiàn)象。通過(guò)對(duì)雙龍湖水庫(kù)滑坡塌岸產(chǎn)生的成因分析，影響塌岸的因素主要有：岸坡物質(zhì)組成、岸坡形態(tài)、庫(kù)水位變化和動(dòng)荷加載等。

2.1 岸坡物質(zhì)組成

岸坡物質(zhì)組成和結(jié)構(gòu)特征是影響水庫(kù)塌岸的主要內(nèi)在因素。雙龍湖水庫(kù)塌岸段中部，岸坡由碎(塊)石土構(gòu)成，土體結(jié)構(gòu)密實(shí)，抗沖刷能力較強(qiáng)，塌岸程度相對(duì)較弱；兩側(cè)岸坡由含碎石粉質(zhì)粘土構(gòu)成，土體的疏松性、濕陷性程度較高，其抗沖刷能力差，易形成塌岸變形。

2.2 岸坡形態(tài)

岸坡形態(tài)主要是指岸坡的高度、坡角和庫(kù)岸線(xiàn)形態(tài)。雙龍湖水庫(kù)滑坡前緣岸坡常水位至臨空面坡肩高達(dá)9～11 m，岸坡線(xiàn)陡傾，造成岸坡承受的應(yīng)力量和坡腳剪應(yīng)力值增加；水庫(kù)兩側(cè)岸坡線(xiàn)凸、凹變化較明顯，是庫(kù)水沖刷較為強(qiáng)烈的部位，這是兩側(cè)岸坡易形成塌岸的誘因之一。

2.3 庫(kù)水位變化

雙龍湖水庫(kù)蓄水后，臨庫(kù)滑坡體約1/3位于設(shè)計(jì)洪水位線(xiàn)以下，在水庫(kù)正常運(yùn)行下，前緣臨空坡體處于常水位555 m水位變幅帶內(nèi)，水庫(kù)高水位時(shí)岸坡浸泡于洪水位以下，潛在坍(滑)帶受水浸潤(rùn)軟化，同時(shí)地下水位抬升，坡體內(nèi)靜水壓力增大，當(dāng)水位驟降時(shí)坡體外水柱壓力迅速消失，坡體內(nèi)地下水來(lái)不及排出而產(chǎn)生超孔隙水壓力，對(duì)坡體穩(wěn)定產(chǎn)生極其不利的影響。庫(kù)水位升降變化是一個(gè)長(zhǎng)期循環(huán)往復(fù)作用的過(guò)程，在這個(gè)過(guò)程中，除庫(kù)水沖刷、浸泡岸坡、浸潤(rùn)軟化坡體內(nèi)軟弱層、不斷形成坡體內(nèi)外水壓力驟變外，還會(huì)導(dǎo)致坡體內(nèi)細(xì)顆粒物質(zhì)被水流攜帶走，為坡體沉降、坍塌提供空間。

2.4 動(dòng)荷加載

岸坡坡肩處公路，是宣恩縣城區(qū)與S232省道連接線(xiàn)公路，公路運(yùn)輸量較大，由于公路運(yùn)輸動(dòng)荷加載，累進(jìn)性破壞造成岸坡土體抗剪強(qiáng)度降低，對(duì)岸坡的穩(wěn)定平衡影響較大。

如上所述，影響雙龍湖水庫(kù)滑坡塌岸是多種因素綜合作用的結(jié)果，庫(kù)岸的物質(zhì)構(gòu)成是水庫(kù)塌岸的內(nèi)在因素，其它因素是外部因素，庫(kù)水位變化是主要的控制性因素。

3 塌岸預(yù)測(cè)

本次主要采用卡丘金法進(jìn)行預(yù)測(cè)，其預(yù)測(cè)塌岸圖解見(jiàn)圖2[2]。

圖2 卡丘金法預(yù)測(cè)塌岸示意圖
Fig.2 Sketch map of prediction of bank collapse by Kuchugin method

最終塌岸預(yù)測(cè)寬度計(jì)算公式為：

S=N[(A+hp+hb)/ctgα+(hs-hb)ctgβ-(A+hp)/ctgγ]

式中：S為最終塌岸預(yù)測(cè)寬度(m)；N為折減系數(shù)(與土的顆粒大小有關(guān)的系數(shù))，取值1.0；A為水位漲落幅度(m)，取值19.67 m；hp為波浪影響深度(m)，取值1.0 m；hb為波浪爬升高度(m)，取值1.0 m；hs為正常高水位以上岸坡的高度(m)，取值45.83 m；α為水位變動(dòng)和波浪影響所涉及的范圍內(nèi)，形成均一的磨蝕淺灘坡角(°)，取值15°；β為水上岸坡的穩(wěn)定坡角(°)，取值22°；γ為原始岸坡坡角(°)(以Ⅱ-Ⅱ′主剖面為準(zhǔn))，取值19°。

經(jīng)圖解結(jié)合計(jì)算，水庫(kù)正常運(yùn)行后，雙龍湖水庫(kù)滑坡Ⅱ-Ⅱ′主剖面塌岸預(yù)測(cè)寬度為109.66 m，塌岸后緣高程為580 m。

4 防治措施

自1993年10月雙龍湖水庫(kù)建成蓄水后，滑坡段庫(kù)岸塌岸不斷，迄今仍在發(fā)展，對(duì)其進(jìn)行治理是非常必要的。

根據(jù)預(yù)測(cè)塌岸線(xiàn)、變形特征及危害對(duì)象的分布情況，擬于滑坡段庫(kù)岸兩側(cè)主要塌岸區(qū)公路外側(cè)，高程560 m一線(xiàn)，布置雙排鉆孔抗滑樁支擋工程，防止因塌岸進(jìn)一步發(fā)展，牽引上部坡體滑動(dòng)(圖3)。

5 結(jié)語(yǔ)

由于構(gòu)成雙龍湖水庫(kù)滑坡前緣庫(kù)岸土體結(jié)構(gòu)松散,受庫(kù)岸形態(tài)、波浪、庫(kù)水位變化、動(dòng)荷加載等因素的影響，使塌岸變形加速，對(duì)水庫(kù)岸坡的穩(wěn)定性構(gòu)成威脅，如果變形范圍進(jìn)一步擴(kuò)張，將會(huì)造成滑坡前緣庫(kù)岸減載，牽引上部坡體滑移變形，繼而對(duì)雙龍湖水庫(kù)滑坡整體穩(wěn)定構(gòu)成影響，因此，只有對(duì)塌岸進(jìn)行工程治理，才能從根本上解決水庫(kù)塌岸變形，控制岸坡變形的進(jìn)一步擴(kuò)張，繼而也對(duì)雙龍湖滑坡整體穩(wěn)定產(chǎn)生積極的影響。

圖3 防治工程平面布置圖
Fig.3 Layout plan of prevention and control works
1.雙排鉆孔抗滑樁；2.滑坡體范圍線(xiàn)；3.變形體；4.塌岸變形區(qū)。