王啟國(guó)，劉高峰，嚴(yán)繹強(qiáng)，胡衍平，侯欽禮

（長(zhǎng)江巖土工程總公司，武漢 430010）

金沙江某壩址左壩肩大型地質(zhì)異常體的認(rèn)識(shí)

王啟國(guó)，劉高峰，嚴(yán)繹強(qiáng)，胡衍平，侯欽禮

（長(zhǎng)江巖土工程總公司，武漢 430010）

金沙江某壩址左壩肩發(fā)育一大型地質(zhì)異常體，厚度大，主要由碎裂巖體及表部黏土、碎塊石組成，對(duì)該地質(zhì)體的認(rèn)識(shí)經(jīng)歷了巖質(zhì)斜坡斷層破碎帶的爭(zhēng)論巖體卸荷傾倒變形體滑坡認(rèn)定的漸進(jìn)過(guò)程，其認(rèn)識(shí)過(guò)程實(shí)際上也是勘察工作逐漸深入的過(guò)程。經(jīng)研究得出：該滑坡體積約8 000×104m3，為巖質(zhì)切層滑坡，形成于晚更新世，前緣被金沙江河床深厚覆蓋層壓覆，整體穩(wěn)定性較好，但對(duì)壩址樞紐工程的布置影響較大。

地質(zhì)異常體；壩體穩(wěn)定性；滑坡

1 概 述

金沙江虎跳峽河段水能資源豐富，地理位置優(yōu)越，具有發(fā)電、灌溉供水、防洪等巨大開(kāi)發(fā)效益，但是虎跳峽高壩方案涉及少數(shù)民族地區(qū)10萬(wàn)余移民、對(duì)著名的虎跳峽大峽谷及長(zhǎng)江第一彎等自然景觀的影響、水資源綜合利用等諸多問(wèn)題，近期難以實(shí)施。為此，相關(guān)部門提出了在上游河段研究虎跳峽高壩的替代方案，某壩址就是替代方案的比較壩址之一，初擬布置心墻堆石壩，正常蓄水位2 100 m，裝機(jī)3 960 MW，庫(kù)容168億m3。

壩址比選中勘察工作是重中之重，壩址經(jīng)歷了查勘、規(guī)劃、預(yù)可行性研究等多層次的勘察工作，壩址主要工程地質(zhì)問(wèn)題（深厚覆蓋層筑壩問(wèn)題［1，2］；壩肩滑坡穩(wěn)定性；大型洞室群圍巖穩(wěn)定及高邊坡穩(wěn)定問(wèn)題等［3］）隨著勘察工作的深入逐漸明朗，為壩址比選提供了有力的地質(zhì)依據(jù)。壩址諸工程地質(zhì)問(wèn)題中左壩肩大型地質(zhì)異常體的認(rèn)識(shí)最具有代表性，該地質(zhì)體的認(rèn)識(shí)經(jīng)歷了巖質(zhì)斜坡斷層破碎帶的爭(zhēng)論巖體卸荷傾倒變形體滑坡認(rèn)定的漸進(jìn)過(guò)程，筆者見(jiàn)證了這一認(rèn)知過(guò)程，本文進(jìn)行歸納總結(jié)，并對(duì)該滑坡的形成機(jī)制及穩(wěn)定性進(jìn)行初步分析，以期對(duì)地質(zhì)工作者認(rèn)識(shí)類似地質(zhì)體有所啟迪。

2 地質(zhì)環(huán)境

工程區(qū)位于松潘甘孜地槽褶皺系的二級(jí)單元中甸義墩優(yōu)地槽褶皺帶西南部，新構(gòu)造分區(qū)屬中旬玉龍雪山強(qiáng)烈隆起區(qū)之二級(jí)新構(gòu)造區(qū)玉龍雪山麗江差異凸起區(qū)，新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)主要表現(xiàn)為強(qiáng)烈的垂直差異運(yùn)動(dòng)和塊體的側(cè)向滑移，及以北西向斷裂右旋位移和北東向斷裂左旋位移為代表的斷裂活動(dòng)。工程區(qū)大部分位于鮮水河滇東地震帶，到2007年共記錄到破壞性地震128次，其中震級(jí)6.0～6.9共20頻次；震級(jí)7.0～7.9共2頻次。歷史地震對(duì)壩址的最大影響烈度為Ⅵ度，區(qū)域構(gòu)造穩(wěn)定性較差。壩址位于隴巴復(fù)式背斜東翼近核部，距壩址較近的區(qū)域性斷裂主要為拖頂-開(kāi)文斷裂，從壩址左岸通過(guò)，距大壩約1.8 km。

工程區(qū)為構(gòu)造侵蝕高中山峽谷地貌。壩址處河谷呈“U”形寬谷，壩線處谷底寬度863 m。壩址區(qū)為縱向河谷，左岸為逆向坡，右岸順向坡，基巖為寒武系下統(tǒng)塔城組（∈11t）絹云母石英千枚巖等。河床覆蓋層主要為漂卵石、黏土、礫卵石、碎塊石、礫砂、砂礫石等，厚度53.1～206.2 m，深槽靠近左岸。

3 基本特征

壩址左壩肩大型地質(zhì)異常體位于金沙江左岸（圖1），后緣以托頂-開(kāi)文斷裂為界，坡頂高程3 673 m；上游側(cè)為巖質(zhì)脊梁，走向北北東；下游側(cè)分布一近南北走向的巖質(zhì)脊梁；前緣整體向南突出，在高程2 200～2 380 m之間的紅土一帶分布坡度10°左右的緩坡平臺(tái)。該地質(zhì)體側(cè)部及中部發(fā)育沖溝4條，切割深度20～60 m。前緣金沙江河床高程775～1 777 m。

圖1 左壩肩大型地質(zhì)異常體全貌Fig.1 Large-scale geological picture of an abnormal body of the left abutment of the dam

該地質(zhì)體前緣被金沙江河床覆蓋層壓覆，后緣高程2 600 m，縱向長(zhǎng)2 900 m，前緣寬1 600 m，厚度20.0～154.4 m，體積約8 000×104m3。

該地質(zhì)體物質(zhì)從上到下主要分布3層：①含碎石黏土，厚度3.0～9.0 m，分布在緩坡地帶；②碎塊石，厚度5.0～18.1 m；③碎裂巖體，最大厚度達(dá)132.5 m。下伏基巖為寒武系下統(tǒng)塔城組（絹云母石英千枚巖等，后緣以托頂-開(kāi)文斷裂為界在北東向分布奧陶系下統(tǒng)（O1）石英砂巖夾片巖。

4 認(rèn)識(shí)過(guò)程

4.1 初判為巖質(zhì)斜坡

壩址在2007年調(diào)研時(shí)沿金沙江兩岸公路進(jìn)行了查勘，由于左岸公路內(nèi)側(cè)有零星帶狀巖體出露，且?guī)r體片理產(chǎn)狀與正?；鶐r產(chǎn)狀比較一致，因此初步判定左壩肩為巖質(zhì)斜坡，成壩條件較好。

隨后啟動(dòng)了本壩址規(guī)劃階段的勘察工作，在進(jìn)行1∶5 000地表測(cè)繪工作時(shí)，發(fā)現(xiàn)左壩肩斜坡上“基巖”露頭非常少，少量的露頭主要分布在沿江公路內(nèi)側(cè)陡坎上，斜坡中上部幾乎無(wú)“基巖”露頭，所謂“基巖”其巖體破碎、風(fēng)化強(qiáng)烈。另外，在斜坡上數(shù)條沖溝中發(fā)現(xiàn)厚度10余m的碎塊石、孤石，塊徑最大達(dá)8～12 m。對(duì)該坡體的“異?！惫P者產(chǎn)生了疑惑。在沒(méi)有地質(zhì)證據(jù)的前提下，暫將該坡體無(wú)“基巖”露頭的部位圈定為坡積層、崩坡積層。

4.2 斷層破碎帶的爭(zhēng)論

為了認(rèn)識(shí)坡體的“異?！?，在左壩肩實(shí)施了1個(gè)鉆孔（ZK1），但是在鉆探過(guò)程中出現(xiàn)了埋鉆事故，因此在尚未鉆進(jìn)完整基巖的情況下提前終孔了。已完成的鉆孔揭露情況為：①0～7.2 m黏土；②7.2～18.7 m碎塊石，充填黃色黏土；③18.7～40.7 m強(qiáng)-弱風(fēng)化狀千枚巖碎裂巖體；④40.7～47.0 m灰黃色角礫土，角礫含量40%～70%，粒徑以1～4 cm居多，少量角礫具磨圓現(xiàn)象，充填黏土；⑤47.0～68.0 m弱風(fēng)化狀千枚巖碎裂巖體；⑥68.0～81.5 m灰色、黃色角礫土及碎塊石，少量角礫具磨圓現(xiàn)象，充填可塑狀黏土；⑦81.5～100.8 m弱風(fēng)化狀千枚巖碎裂巖體；⑧100.8～105.01 m黃色、灰色角礫土，粒徑多大于3 cm，充填黏土。鉆孔揭示左壩肩巖體風(fēng)化深度較大且?guī)r體破碎，并分布有3段角礫土，對(duì)此出現(xiàn)了下面2種認(rèn)識(shí)。

一種認(rèn)識(shí)是滑坡成因，主要依據(jù)是：①鉆孔巖體裂隙發(fā)育，破碎，可能為滑動(dòng)巖體，分布的角礫土為次級(jí)滑帶；②坡體沖溝中大量分布碎塊石、孤石，厚度較大；③左壩肩所處坡體“基巖”露頭較少，巖體風(fēng)化破碎，所謂的“基巖”值得懷疑。

另一種認(rèn)識(shí)是斷層破碎帶，主要依據(jù)：①鉆孔處可能為一規(guī)模較大傾角較陡的斷層通過(guò)，角礫土為斷層帶物質(zhì)，破碎巖體為斷層影響帶，該區(qū)域構(gòu)造復(fù)雜，因此不排除斷層的可能性，該斷層走向、規(guī)模有待于進(jìn)一步的勘察工作確定；②沖溝中分布碎塊石、孤石是表層的崩坡積層；③沿江有“基巖”露頭，巖體風(fēng)化破碎是因?yàn)榍稁r巖質(zhì)軟弱的緣故。

限于勘察階段以及勘察深度，經(jīng)過(guò)多次討論后，認(rèn)為左壩肩斜坡為滑坡體的證據(jù)不充分，鉆孔處存在分布斷層破碎帶的可能性。

4.3 巖體卸荷傾倒變形體的提出

2008年3月壩址正式開(kāi)展了預(yù)可行性研究工作，壩區(qū)左岸屬于藏區(qū)，當(dāng)時(shí)藏區(qū)遇“藏亂、奧運(yùn)火炬到迪慶”的特殊時(shí)期，社會(huì)形勢(shì)復(fù)雜；右岸為麗江市轄區(qū)，政治形勢(shì)較好。因此勘探工作主要放在右岸地帶，左岸坡體的勘察工作啟動(dòng)緩慢。

4月底為了確定電站廠房的布置方案，經(jīng)和地方政府多次協(xié)商后在左岸坡體下游公路內(nèi)側(cè)實(shí)施了鉆孔ZK14，揭露情況為：①0～36.5 m為河床沖積物；②36.5～102.5 m灰色千枚巖碎裂巖體及碎塊石；③102.5～154.4 m灰色雜黃色角礫土，角礫含量40%～60%，粒徑以1～3 cm居多，充填黏土；④154.4～172.4 m弱風(fēng)化絹云母石英千枚巖。

在對(duì)該鉆孔進(jìn)行鑒定的同時(shí)并結(jié)合前期資料綜合分析，提出了左壩肩坡體分布一大型巖體卸荷傾倒變形體的觀點(diǎn)：①形成機(jī)制為該坡體去掉河床覆蓋層后前緣岸坡陡峻，臨空條件較好，后緣有托頂-開(kāi)文區(qū)域斷裂切割，斜坡巖體長(zhǎng)期風(fēng)化，在降雨、自重、地震等作用下卸荷傾倒；②零星出露“基巖”的產(chǎn)狀傾向與周邊基巖一致，但傾角要緩10°～20°，且?guī)r體破碎，是因?yàn)閹r體傾倒變形的緣故；③鉆孔中揭露的破碎巖體為卸荷傾倒變形巖體，角礫土為傾倒巖體之間以及與正?；鶐r之間的結(jié)合帶，局部略有蠕動(dòng)現(xiàn)象，但整體沒(méi)有形成滑移。

4.4 滑坡的認(rèn)定

實(shí)際上認(rèn)為左壩肩所處坡體為巖體卸荷傾倒變形體的觀點(diǎn)是比較牽強(qiáng)的，因此，在預(yù)可研勘探期間，實(shí)施了ZK10鉆孔（位于ZK1鉆孔下方）。

ZK10鉆孔在2008年6月初開(kāi)鉆，采用雙管單動(dòng)的鉆探工藝。表層8 m為黏土及碎塊石，以下數(shù)十米均為碎裂巖體。當(dāng)該孔鉆進(jìn)102.3 m時(shí)遇到了土狀巖芯，經(jīng)過(guò)2 h的努力，取出的土狀巖芯長(zhǎng)3.1 m，經(jīng)鑒定該土為礫質(zhì)黏土：礫石含量35%～55%，粒徑以0.5～2 cm居多，多呈次棱角狀，少量次圓狀，礫石磨圓現(xiàn)象明顯且表面多光滑，成分為千枚巖，充填灰色可塑狀黏土。此外還有一個(gè)重大發(fā)現(xiàn)，在孔深104.0 m處發(fā)現(xiàn)一光滑面（圖2），有擦痕并指向下方，傾角約20°?？梢?jiàn)礫質(zhì)黏土具滑帶跡象。

圖2 滑帶土及滑動(dòng)光面Fig.2 Soil on the slip-belt and sm ooth slide face

鉆探工作繼續(xù)，礫質(zhì)黏土揭穿后巖體仍然破碎，當(dāng)鉆孔在孔深132.7～132.9 m揭露出一塊構(gòu)造角礫巖塊石以及孔深145.4～152.3 m揭露出礫石（圖3）時(shí)，滑坡成因終于探明，原因?yàn)椋孩贅?gòu)造角礫巖中礫石成分為石英砂巖，該坡體區(qū)域內(nèi)主要分布千枚巖，無(wú)石英砂巖成分，該角礫巖系后緣托頂-開(kāi)文斷裂帶中的物質(zhì)，該塊石崩滑距離達(dá)1km余，被滑坡壓覆至此；②礫石是河床沖積物，礫石的揭露表明該滑坡形成在金沙江河谷成形之后，滑坡下滑將近岸的河床沖積物壓覆。

圖3 分布在滑床的礫石Fig.3 Gravels in the sliding bed

上述對(duì)左壩肩滑坡的認(rèn)識(shí)的曲折過(guò)程表明了該地質(zhì)體的復(fù)雜性。規(guī)劃階段壩址區(qū)進(jìn)行了1∶5 000工程地質(zhì)測(cè)繪以及少量勘探工作，勘察布置是滿足規(guī)范要求的［4］，至于初期對(duì)左壩肩坡體的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)，筆者認(rèn)為：一方面限于勘察深度；另一方面我們對(duì)該坡體的復(fù)雜性尚認(rèn)識(shí)不足，當(dāng)然鉆孔ZK01獲取的不完整資料也是一個(gè)重要因素。預(yù)可研階段我們嚴(yán)格按照規(guī)范要求進(jìn)行了勘察工作布置，左壩肩坡體上布置了3條縱剖面，勘探工作以鉆探為主，平硐為輔，若外業(yè)工作開(kāi)展順利，滑坡的認(rèn)定也就不會(huì)那么曲折，可是在勘察期間遇到了特殊情況，原定的勘察計(jì)劃幾乎全部被打亂，在項(xiàng)目部的不懈努力下，實(shí)施了少量鉆孔，尤其鉆孔ZK10的實(shí)施對(duì)認(rèn)識(shí)左壩肩滑坡起到了關(guān)鍵作用。

5 形成機(jī)制及穩(wěn)定性初判

壩址左壩肩滑坡處于青藏高原東南緣高山峽谷區(qū)，受金沙江的切割作用，岸坡陡峻，前緣地形臨空；后緣受托頂-開(kāi)文斷裂（F10-1）切割；邊緣及底部主要為巖性軟弱絹云母石英千枚巖，卸荷裂隙、斷層等較發(fā)育，使滑坡的形成具備了較好的邊界條件。在長(zhǎng)期巖體風(fēng)化、自身重力作用下，以及降雨、地震等因素誘發(fā)下，山坡下滑，形成滑坡［5］。

該滑坡體積約8 000×104m3，為巖質(zhì)切層滑坡。根據(jù)ZK14孔深145 m滑帶土的ESR、熱釋光測(cè)齡結(jié)果，該滑坡形成于晚更新世，距今10.8萬(wàn)a。

目前在該滑坡地形較陡部位或沖溝兩側(cè)發(fā)育小規(guī)模土質(zhì)滑坡，體積幾千方至數(shù)萬(wàn)方，均屬降雨誘發(fā)的淺表層局部失穩(wěn)現(xiàn)象，不影響滑坡整體穩(wěn)定。在滑體中上部紅土一帶及滑坡前緣有百姓居住，經(jīng)了解居住時(shí)間上千年，有人居住以來(lái)滑坡均未出現(xiàn)整體失穩(wěn)現(xiàn)象，該滑坡目前整體處于穩(wěn)定狀態(tài)。

根據(jù)勘探資料，該滑坡滑床面較緩，主滑方向滑床面傾角13°～20°（圖4）；滑帶土分布有礫石，礫石含量35%以上，多者達(dá)55%，去掉粗顆粒后滑帶土的峰值強(qiáng)度：凝聚力7.2～13.0 kPa，內(nèi)摩擦角16.5°～20.5°，可見(jiàn)滑帶土自身具備一定的強(qiáng)度；該滑坡為古滑坡，滑帶土長(zhǎng)期在滑體土荷載的壓力下已基本完成了排水固結(jié)，滑帶土的強(qiáng)度得到了一定程度的提高。況且滑坡前緣被金沙江河床覆蓋層壓覆，壓覆厚度達(dá)150 m左右，對(duì)滑坡起了較好的壓腳作用，有利于滑坡整體穩(wěn)定。因此該滑坡現(xiàn)狀條件下整體穩(wěn)定性較好。

圖4 左壩肩滑坡地質(zhì)縱剖面Fig.4 Geological profile of landslide on the left abutment

6 結(jié) 語(yǔ)

此壩址左壩肩滑坡規(guī)模巨大，地形地質(zhì)條件復(fù)雜，對(duì)它的認(rèn)識(shí)經(jīng)歷了未知到認(rèn)知，從查勘至規(guī)劃階段巖質(zhì)斜坡的初判及斷層破碎帶的爭(zhēng)論，到預(yù)可行性研究階段初期卸荷傾倒變形體的提出，至最后滑坡的認(rèn)定，這一認(rèn)識(shí)過(guò)程間接反映了勘察工作逐漸深入的過(guò)程。通過(guò)本文筆者認(rèn)為大自然某些地質(zhì)體不是靠肉眼及簡(jiǎn)單的地表工作就能認(rèn)識(shí)的，需要結(jié)合深入的勘探工作并進(jìn)行綜合分析才能夠正確認(rèn)識(shí)它，只有認(rèn)識(shí)了它們，才能為我所用以及避免地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。

該滑坡為特大型滑坡，形成于晚更新世。滑坡前緣被金沙江河床深厚覆蓋層壓覆，整體穩(wěn)定性較好。大壩左岸壩體幾乎全部座落在滑坡體上，壩體壓覆后滑坡更趨穩(wěn)定。壩址因左壩肩滑坡引起的主要工程地質(zhì)問(wèn)題為壩基沉降變形問(wèn)題、壩基防滲處理問(wèn)題、穿越滑體的大型洞室群圍巖穩(wěn)定性及工程高邊坡穩(wěn)定問(wèn)題等，處理技術(shù)難度較大，因此該滑坡對(duì)壩址樞紐工程的布置影響較大。

［1］ 王啟國(guó).金沙江中游上江壩址河床深厚覆蓋層建高壩可行性探討［J］.工程地質(zhì)學(xué)報(bào)，2009，17（6）：745-751.（WANG Qi-guo.Feasibility study on construction of high dam atmiddle reaches of Jinsha River with thick riverbed deposit［J］.Journal of Engineering Geology，2009，17（6）：745-751.（in Chinese））

［2］ 王啟國(guó).金沙江虎跳峽河段河床深厚覆蓋層成因及工程意義［J］.巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2009，28（7）：1455 -1466.（WANGQi-guo.Causes riverbed deep cover and engineering significance of Tiger Leaping Gorge reach of Jinsha River［J］.Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering，2009，28（7）：1455-1466.（in Chinese））

［3］ 王啟國(guó).金沙江虎跳峽河段水電開(kāi)發(fā)重大工程地質(zhì)問(wèn)題研究［J］.巖土工程學(xué)報(bào)，2009，31（8）：1292-1298.（WANG Qi-guo.Major geological problems concerning hydropower development of Tiger Leaping Gorge of Jinsha River［J］.Chinese Journal of Geotechnical Engineering，2009，31（8）：1292-1298.（in Chinese））

［4］ GB50487-2008，水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范［S］.北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，2009.（GB50487-2008，Code for engineering geological investigation of water resources and hydropower［S］.Beijing：China Planning Press，2009.（in Chinese））

［5］ 李會(huì)中，王團(tuán)樂(lè)，段偉鋒，等.金坪子滑坡形成機(jī)制分析與河段河谷地貌演化地質(zhì)研究［J］.長(zhǎng)江科學(xué)院院報(bào)，2006，23（4）：17-22.（LIHui-zhong，WANG Tuanle，DUAN Wei-feng，et al.Geological study on mechanism of jinpingzi landslide and evolution of landform of Jinsha River［J］.Journal of Yangtze River Scientific Research Institute，2006，23（4）：17-22.（in Chinese） ）

（編輯：曾小漢）

Understanding on Large-scale Geological Anomalous Body on Left Abutment of Some Dam on Jinsha River

WANG Qi-guo，LIU Gao-feng，YAN Yi-qiang，HU Yan-ping，HOU Qin-li
（Yangtze River Geotechnical Engineering Corporation，Wuhan 430010，China）

There exists a large-scale geological anomaly with a huge thickness on the left abutment of some dam on

Jinsha Rive，which is composed of cracked rockmass，clay on its surface and broken stones.For understanding the essence of the geological phenomenon，a gradual recognition process is as follows：a rocky slope→a fault broken rock belt→a toppling deformation rockmass as unloading→a landslide body.The landslide is regarded as the final recognition.It belongs to the rock-cut landslide，formed in the late Pleistocene.Its volume is about8 000×104cubic meters.Its front is covered by a deep laminated overburden of Jinsha River bed，its integral stability is good，but the impact of its existence on dam site arrangement of the dam is rather great.

geological anomaly；dam stability；landslide

P642

A

1001-5485（2010）08-0050-04

2009-09-26；

2010-02-09

王啟國(guó)（1972-），男，湖北丹江口人，工程師，從事水利水電工程地質(zhì)勘察工作，（電話）15827365826（電子信箱）cjwwqg001＠163.com。