清平水庫瓦窯堡滑坡穩(wěn)定性分析楊榮科,辜明清（四川省水利水電勘測設計研究院勘察分院，四川鄲縣611731）摘要：瓦窯堡滑坡是位于清平水庫壩址上游左岸的一個大型古滑坡，水庫蓄水后的滑坡穩(wěn)定性評價是水庫區(qū)重大工程地質問題之一。根據大量的勘察試驗資料，分析了滑坡的成因和形成機制，利用反演計算進行了滑坡穩(wěn)定分析評價。關鍵詞：滑坡；抗剪強度；穩(wěn)定性；清平水庫1引言瓦窯堡滑坡是位于清平水庫枇杷巖壩址上游1.4km左岸的大型滑坡，水庫蓄水后該滑坡的穩(wěn)定性是近壩庫岸的主要工程地質問題。分析滑坡的工程地質條件，針對滑坡形成機制，采用反演進行穩(wěn)定性評價，是對古滑坡穩(wěn)定性評價較適用的方法。2滑坡基本特征和工程地質條件瓦窯堡滑坡地面高程884?1155m。據地表地質測繪，滑坡體長約450m，寬290?450m，厚30?65m，體積約364X104m3?；麦w在平面上呈“板斧”形，兩側以沖溝為界，下游側緣沖溝切割至滑坡床基巖，溝深3?10m，沿滑面無地下水點出露，見圖1。滑坡后緣地形坡度30°?45°，并見張開5?15cm的拉裂縫；中部地形平緩，坡度12°?30°，呈階梯形；前緣剪切口明顯，與河床砂卵石（Q2ai）接觸。滑坡體總體地形坡向N60°?70°W。滑坡區(qū)出露的地層主要有：二疊系上統(tǒng)長興組（P）中厚層灰?guī)r，下部常夾碳質頁巖；龍?zhí)督M（P）上部為碳質頁巖夾煤層，下部為厚3.4?6.5m的粘土巖；二疊系上統(tǒng)茅口組（P）為中厚層灰?guī)r夾泥質灰?guī)r；地表分布第四系坡積層（Q4dl）。滑坡地段在構造上位于照壁山倒轉向斜核部附近，有近南北向斷裂之瓦窯堡斷裂（F）從滑坡后緣一帶通過。瓦窯堡斷裂走向北東，傾向北西，傾角54。左右，延伸約24km，上、下盤均為灰?guī)r，滑坡一帶下盤為龍?zhí)督M之碳質頁巖。斷層破碎帶一般厚10?40cm，由斷層角礫、擠壓破碎透鏡體等組成。flb<KI>flb<KI>勘探資料表明，組成滑坡體的物質主要有：上部為第四系坡積層之塊碎石夾粘土，厚2?10m,在瓦ZK2內側地段，塊碎石夾粘土層之下有一粘土層，厚0?18m，橫向展布約180m，縱向展布約130m；坡積層之下為由灰?guī)r組成的假基巖，厚15?42m。假基巖在滑坡體后緣段產狀為N24°E/NW/25°；中段為N21°?55°E/NW/46°?54°；前緣為N9°?10°E/SE/9°?10°，并見有明顯的反傾特征。滑坡床為茅口組灰?guī)r，產狀為N21°?53°E/NW/46°?54°，鉆孔巖心中，在近滑床附近局部可見擦痕和鏡面?；瑒訋梁?.7?2.2m，在組成滑動帶的物質中，上部為粘土夾碎石，粘土為棕黃色，呈可塑狀，粘粒含量為40%?50%；下部以塊碎石夾粘土為主，塊碎石呈棱角狀次棱角狀，個別碎石已見磨圓，有明顯擦痕。根據滑坡體的組成物質、結構及鉆孔資料，滑坡體物質透水性好，滑坡體內地下水貧乏，地下水位高程穩(wěn)定在825?831m，位于滑坡床以下的基巖中。3滑坡的成因及形成機制分析瓦窯堡滑坡處于照壁山倒轉向斜核部附近，巖體中裂隙發(fā)育，主要裂隙產狀為：(1)N56°E/SE/14°;(2)N24°W/NE/55°；(3)N32°?46°E/SE/72°?78°。坡前有綿遠河流過，由于河流側向淘蝕沖刷，從而有利于邊坡臨空面的形成?；碌男纬膳c其所處的地形、地貌、地層巖性及地質構造密切相關?；麦w后的岸坡為瓦窯堡斷層切割，斷層走向平行于岸坡，傾向坡外，傾角為44°?55°。巖層在裂隙切割下，特別是N56°E/SEZ14°這一組緩傾角裂隙與其它裂隙和巖層面之間易形成不利組合，并在受到斷層影響以及邊坡巖體在長期自重應力作用下，沿瓦窯堡斷層破碎帶附近產生了一系列拉裂面，從而產生了蠕變卸荷作用，同時也為地表水沿拉裂面下滲提供了有利條件。地下水沿巖石層面或穿過裂隙向綿遠河排泄，在地下水長期作用下，使裂隙間的咬合力進一步降低，從而降低了邊坡巖體的抗剪強度，加速了邊坡巖體的變形。而在1934年8月連續(xù)7d特大暴雨的情況下，地表水沿斷層破碎帶及拉張裂隙快速滲入，且來不及排泄于河床，在孔隙水壓力和動水壓力的共同推動下，邊坡巖體向臨空面滑移，從而形成了較大規(guī)模的滑坡，并曾一度堵斷綿遠河。綜上所述，該滑坡是在特定的地質條件下，由于諸方面的綜合作用，在由蠕變拉裂巖體壓碎變形破裂面擴張貫通滑移的機制下形成的。4穩(wěn)定性驗算及評價4.1計算邊界條件及參數的確定按滑動面基本呈折線型的特點，選用“分段推力傳遞法”進行穩(wěn)定性驗算。根據瓦窯堡滑坡的地貌特征及滑體的結構特征，選擇具代表主滑方向的破面(瓦I)為計算破面，計算塊段劃分詳見圖1，其計算公式如下：r,=K, +Q1：cos&,+iy.KHcosQr)—[—ZAsecw,— —骯爪泌in如)毋佛+CL]+P—|由式中Pj為第i塊段剩余下滑力；W為第i塊段滑體重量;Qj為條塊間孔隙水壓力;K為地震系數；Ci為第i塊段滑面凝聚力；Li為第i塊段滑面長度；Pi-1為第I-1塊段剩余下滑力；ai為第i塊段滑面坡角；’q為滑面上孔隙水壓力；壬i為傳力系數，甲=cos(a-a)-sin(a-a)tg^；tg?為第i塊■段滑面內摩擦系數；K為滑坡推力安全系數，極1限平衡時KC=1.0；i因滑坡兩側緣沖溝已切割至滑床基巖，故可不考慮側向摩擦阻力；考慮到滑坡體天然地下的水位在滑動面以下的基巖內，因此，在天然狀態(tài)下滑塊重量計算時用各巖層的天然容重。在水庫蓄水位為909.5m，滑坡體部分被水淹沒時，水位線以上仍用天然容重，蓄水位以下用浮容重。在水庫放水至死水位887m，正常蓄水位以上用天然容重，死水位至正常蓄水位之間部分用飽和容重，死水位以下用浮容重；由于該滑坡為已經形成多年的古滑坡，因此采用反算法求得滑面抗剪強度?=20°，C=0.045MPa。再根據滑動面物質組成特征，結合工程類比并考慮水庫蓄水后在水的浸潤作用下滑坡土體被軟化，其強度降低的可能，故按反算值折減0.8倍后，確定用于本滑坡穩(wěn)定計算的內摩擦角為16°，凝聚力C=0.035MPa。根據試驗成果，確定滑坡體中的塊碎石夾粘土天然容重為1.83t/m3，飽和容重為2.03t/m3，粘土天然容重為1.75t/m3，飽和容重為2.03t/m3。假基巖則在灰?guī)r試驗指標類比后，其天然容重使用2.25t/m3，飽和容重用2.03t/m3。4.2驗算結果使用計算機對該滑坡在多種不同因素組合情況下的穩(wěn)定性進行計算，計算成果見表1。通過上述計算表明，滑坡體在天然狀態(tài)下處于穩(wěn)定狀態(tài)，與實際情況相吻合，從1934年形成滑坡到現在未見滑坡有任何活動跡象。在水庫蓄水后并考慮地震因素，滑坡仍可處于穩(wěn)定狀態(tài)，僅在水庫放空時并考慮在地震因素影響的情況下，滑坡將處于臨界穩(wěn)定狀態(tài)，有可能整體失穩(wěn)。衰1瓦窯jg滑坡穩(wěn)定性購￥成孝寰TOC\o"1-5"\h\z螺水前天然狀窸下不等虛地震 1-56群水前天艘狀態(tài)下增度地蔑 I-36辭水位909.Sm時不等曝地褒 1.30*水位9093m時字些口度地腰 L2S需水后井快速放水呈死水位887m時不等或地震LN部后起快速放水孕死水位887m時號忌□?：地蓑 L0?5建議處理措施通過驗算得知，在大多數情況下滑坡仍可處于穩(wěn)定狀