聶邦亮, 葉義成, 楊　永, 廖偉杰

(1.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; 2.湖北省地質(zhì)災(zāi)害防治中心,湖北 武漢　430034)

0　引言

樹(shù)坪滑坡位于湖北省秭歸縣境內(nèi)長(zhǎng)江干流右岸,為一涉(庫(kù))水特大型老滑坡,自2003年三峽水庫(kù)蓄水以來(lái)一直變形不止。該滑坡為“湖北省三峽庫(kù)區(qū)后續(xù)地質(zhì)災(zāi)害治理規(guī)劃”2013年治理項(xiàng)目之一,2012年8月—12月,湖北省地質(zhì)環(huán)境總站完成了樹(shù)坪滑坡的地質(zhì)勘查任務(wù)。

1　滑坡空間形態(tài)及規(guī)模

根據(jù)樹(shù)坪滑坡勘查成果[1],該滑坡為特大型復(fù)合滑坡,平面形態(tài)呈馬鞍形?；聳|側(cè)以葉兒開(kāi)溝為界,東側(cè)后緣邊界位于沙黃公路以上的姜家灣一帶,后緣呈明顯的圈椅狀地形,弧頂高程為400 m,后緣兩側(cè)滑壁高8～15 m、坡度60°～80°。西側(cè)后緣邊界位于沙黃公路以上的榨房一帶,呈波浪狀弧形延伸的陡坎,滑壁高5～15 m、坡度60°～70°?；挛鱾?cè)以SN走向的龍井溝為界。前緣位于高程70 m左右(大部分處于庫(kù)水位下)?；缕矫嫘螒B(tài)特征見(jiàn)圖1。

縱向剖面形態(tài)呈陡緩相間的階梯狀,滑坡前、中、后地形較陡,坡度20°～35°。東側(cè)于高程174～182 m、364～380 m各分布一級(jí)滑坡平臺(tái),坡度5°～10°,縱向長(zhǎng)60 m,橫向?qū)?00～150 m;西側(cè)亦分布有二級(jí)滑坡平臺(tái),分布高程分別為174～190 m、320～338 m,坡度5°～10°,縱向長(zhǎng)約8～110 m,橫向?qū)捈s210～240 m。

樹(shù)坪滑坡南北縱長(zhǎng)約800 m,東西寬約670 m,面積約54.1×104m2,厚10～74 m,總體積約2 070×104m3。

樹(shù)坪滑坡發(fā)育于三疊系中統(tǒng)巴東組(T2b)地層,滑體物質(zhì)主要由粉質(zhì)粘土以及滑坡滑動(dòng)過(guò)程中的基巖錯(cuò)動(dòng)形成碎裂巖組成,滑帶清晰、明顯。

2　變形特征

2.1　變形歷史

樹(shù)坪滑坡為形成年代久遠(yuǎn)的老滑坡。2003年以前滑坡變形不明顯,主要以局部的小型坍滑為主。2003年6月三峽水庫(kù)開(kāi)始蓄水以來(lái),一直持續(xù)變形不止:2003年6月—2004年12月,滑體東側(cè)前緣產(chǎn)生塌岸,滑坡體上部沙黃公路一線裂縫自東向西延伸總長(zhǎng)約350 m,迫使滑坡區(qū)內(nèi)25戶85名居民全部搬遷;2007年4月—2008年8月,滑體后緣及沙黃公路上產(chǎn)生多處長(zhǎng)約20～40 m的弧形拉裂縫,滑坡區(qū)產(chǎn)生多處坍滑;2009年—2012年,滑坡東側(cè)邊界及其后緣公路處原有裂縫出現(xiàn)明顯的下沉,原有坍滑范圍進(jìn)一步擴(kuò)展。

2.2　變形區(qū)特征

從2012年勘查時(shí)樹(shù)坪滑坡的變形特征來(lái)看,樹(shù)坪滑坡目前的變形區(qū)以中部的寬緩沖溝為中軸向東西兩側(cè)延伸,包含了滑坡東、西兩側(cè)沙黃公路以下的大部區(qū)域,變形區(qū)橫向?qū)?70 m,縱向長(zhǎng)580 m,面積0.27 km2。目前滑坡變形區(qū)發(fā)育有7處坍滑及11條主要裂縫,滑坡西側(cè)近龍井溝一帶目前穩(wěn)定性較好,未見(jiàn)有明顯變形跡象。

2.3　變形監(jiān)測(cè)成果分析

樹(shù)坪滑坡為三峽庫(kù)區(qū)二期地質(zhì)災(zāi)害專業(yè)監(jiān)測(cè)點(diǎn),專業(yè)監(jiān)測(cè)主要采取宏觀巡視、8個(gè)GPS監(jiān)測(cè)點(diǎn)和4個(gè)深部位移監(jiān)測(cè)孔等手段進(jìn)行[2]。

2.3.1GPS監(jiān)測(cè)成果

從2003年6月截至2013年4月,樹(shù)坪滑坡有5個(gè)GPS監(jiān)測(cè)點(diǎn)多年累積水平位移量為3 152.8～4 414.7 mm,位移量大的監(jiān)測(cè)點(diǎn)主要分布于變形區(qū)的中部及前緣,其位移具有同步性。位于變形區(qū)上部及邊界處的監(jiān)測(cè)點(diǎn)多年累積位移量相對(duì)較小。

樹(shù)坪滑坡呈現(xiàn)波浪式遞增曲線的變形特征:每年4—9月出現(xiàn)加速變形,位移變形曲線類型表現(xiàn)為階梯型。特別是在2012年5—6月份,主滑區(qū)變形出現(xiàn)了專業(yè)監(jiān)測(cè)以來(lái)的最大變形速率,達(dá)36.4 mm/d(2012年6月13日)。2003年6月—2012年12月,樹(shù)坪滑坡監(jiān)測(cè)點(diǎn)累積位移—時(shí)間監(jiān)測(cè)曲線如圖2,從位移—時(shí)間曲線上可以看出,2007—2012年期間每年4—9月的位移速率都出現(xiàn)一次較大的“突變”。

圖1　樹(shù)坪滑坡工程地質(zhì)(監(jiān)測(cè)點(diǎn)分布)平面圖Fig.1　Planar graph engineering gology of Shuping Landslide1.滑坡周界;2.變形區(qū)范圍;3.局部坍滑;4.變形裂縫;5.GPS監(jiān)測(cè)點(diǎn)及編號(hào);6.增補(bǔ)GPS監(jiān)測(cè)點(diǎn)及編號(hào);7.測(cè)斜孔及編號(hào)。

圖2　樹(shù)坪滑坡GPS監(jiān)測(cè)點(diǎn)變形與庫(kù)水位相關(guān)曲線圖Fig.2　Curves of GPS monitor points deformation and reservoir water level of Shuping Landslide

2.3.2鉆孔傾斜監(jiān)測(cè)成果

該項(xiàng)監(jiān)測(cè)自2010年2月開(kāi)始,期間因滑坡變形較大導(dǎo)致測(cè)斜孔及監(jiān)測(cè)設(shè)備逐步損壞,至2012年12月,4個(gè)測(cè)斜孔均已無(wú)法觀測(cè)。

從采集的有效監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)看,變形區(qū)4個(gè)測(cè)斜孔深部滑帶處均有一定位移,累積位移量25～100 mm不等,表明滑體深部存在蠕動(dòng)變形。尤其是2012年5—6月,QZK1、 QZK2、 QZK3孔均出現(xiàn)數(shù)據(jù)采集異常,表明期間滑坡深部發(fā)生了較為明顯的變形。變形區(qū)中后部的QZK2 、QZK4位移量較前部的QZK1、 QZK3明顯要大。

2.4　變形特征綜合分析

根據(jù)各測(cè)斜孔及其對(duì)應(yīng)的GPS監(jiān)測(cè)點(diǎn)在相同時(shí)間段內(nèi)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析(表1),變形區(qū)西側(cè)中后部的QZK2孔滑帶處的累積位移量與地表GPS累積位移量相差不大,具一定同步性,其前部的QZK1孔滑帶累積位移量明顯小于地表GPS位移量;變形區(qū)東側(cè)中后部的QZK4測(cè)斜孔(僅監(jiān)測(cè)2個(gè)月)滑帶處的累積位移量與地表GPS累積位移量幾乎一致,具較好的同步性,其前部的QZK3孔滑帶累積位移量則明顯小于地表GPS位移量;且變形區(qū)中后部的QZK2 、QZK4位移量較前部的QZK1、 QZK3明顯要大。通過(guò)相同部位地表GPS監(jiān)測(cè)點(diǎn)與之對(duì)應(yīng)的深部測(cè)斜孔的位移量、以及不同部位的深部測(cè)斜孔的位移量對(duì)比可看出,變形區(qū)中后部的地表與深部滑帶位移具一定同步性,中后部滑帶位移量明顯大于前部,說(shuō)明變形區(qū)的變形可能以推移式為主。

表1　測(cè)斜孔與GPS監(jiān)測(cè)點(diǎn)位移量對(duì)比表Table 1　Contrast diagram of displacement of hole with clinometer and GPS monitoring point

3　三峽庫(kù)水位變化對(duì)滑坡變形的影響

3.1　庫(kù)水位變化與滑坡變形的規(guī)律

樹(shù)坪滑坡GPS監(jiān)測(cè)位移量與庫(kù)水位關(guān)系曲線見(jiàn)圖2。從圖2可看出:滑坡變形與庫(kù)水位下降呈明顯相關(guān)性,即在庫(kù)水位下降期間,位移呈階躍式遞升,這表明庫(kù)水位下降對(duì)滑坡變形影響明顯;2003—2006年三峽水庫(kù)在145 m以下運(yùn)行時(shí),滑坡變形不甚明顯;2007—2008年水位蓄至155 m時(shí),滑坡出現(xiàn)較明顯變形;從2009年水位蓄至170 m以上后,每次水位大幅下降時(shí),測(cè)點(diǎn)變形位移量均會(huì)產(chǎn)生跳躍式上升,如2011年5—6月、2012年5—6月變形區(qū)測(cè)點(diǎn)有顯著的臺(tái)階上升式變形,均和同期長(zhǎng)江庫(kù)水位大幅下降有對(duì)應(yīng)關(guān)系。

2009年5月12日—6月15日,庫(kù)水位以平均0.5～0.63 m/d的速率快速下降,導(dǎo)致五個(gè)GPS監(jiān)測(cè)點(diǎn)均出現(xiàn)整體階躍變形現(xiàn)象。2010年退水部分時(shí)間段內(nèi),水位下降速率多在0.5 m/d內(nèi),滑坡變形較2009年同期明顯減小,而2011年、2012年又出現(xiàn)了退水速率部分時(shí)間段內(nèi)超過(guò)了0.5 m/d,則形成與2009年同樣的變形特征。上述分析結(jié)果表明滑坡的變形與庫(kù)水位急劇下降有明顯的相關(guān)性,并且?guī)焖幌陆邓俣仍娇?滑坡的位移速率也越大。但滑坡的變形時(shí)間滯后于庫(kù)水位的下降時(shí)間,具有明顯的滯后效應(yīng),短暫的庫(kù)水位急劇上升下降對(duì)滑坡變形破壞影響很小,只有當(dāng)水位持續(xù)下降,并在低水位運(yùn)行一段時(shí)間才會(huì)引起滑坡產(chǎn)生明顯變形。

3.2　庫(kù)水位變化對(duì)滑坡變形的影響分析

研究表明,庫(kù)水位漲落對(duì)滑坡穩(wěn)定性的影響主要表現(xiàn)為物理化學(xué)效應(yīng)、飽水加載效應(yīng)、靜水壓力效應(yīng)、動(dòng)水壓力效應(yīng)等幾個(gè)方面。水庫(kù)高水位長(zhǎng)期浸泡導(dǎo)致老滑坡滑帶軟化泥化,力學(xué)強(qiáng)度降低,庫(kù)水位快速消落導(dǎo)致滑坡體內(nèi)產(chǎn)生動(dòng)水壓力。三峽水庫(kù)水位抬升,庫(kù)水入滲進(jìn)入滑坡體,滑坡體淹沒(méi)部分附加了庫(kù)水向坡體的滲透壓力,一定程度上有利于邊坡穩(wěn)定,這與樹(shù)坪滑坡在每年水庫(kù)水位蓄水期間滑坡位移速率減小一致;但水位下降時(shí),滑體地下水水位下降滯后于庫(kù)水位,形成了地下水位與庫(kù)水位正落差,庫(kù)水下降速率越快,形成的落差就愈大,相應(yīng)的動(dòng)水壓力就愈大,從而引發(fā)滑坡變形,不利于滑坡體的穩(wěn)定,這與每年三峽水庫(kù)退水時(shí)滑坡變形速率加快是一致的。三峽水庫(kù)退水速率過(guò)快是牽動(dòng)樹(shù)坪滑坡體變形的主要原因。

4　結(jié)語(yǔ)

本文通過(guò)勘查及監(jiān)測(cè)取得的階段性成果資料,論證分析了樹(shù)坪滑坡的變形特征、規(guī)律,以及三峽庫(kù)水位變化對(duì)滑坡變形的影響。但因樹(shù)坪滑坡規(guī)模巨大、成因復(fù)雜,專業(yè)監(jiān)測(cè)時(shí)間周期較短,深部測(cè)斜孔損壞停測(cè)后監(jiān)測(cè)手段單一,因此,為進(jìn)一步明析滑坡變形與庫(kù)水位變化的關(guān)系,后期對(duì)樹(shù)坪滑坡的監(jiān)測(cè)工作仍然十分重要。

參考文獻(xiàn)：

[1]湖北省地質(zhì)環(huán)境總站.湖北省三峽庫(kù)區(qū)后續(xù)地質(zhì)災(zāi)害防治秭歸縣樹(shù)坪滑坡勘查報(bào)告[R].武漢：湖北省地質(zhì)環(huán)境總站，2013.

[2]三峽大學(xué)土木與建筑學(xué)院.三峽庫(kù)區(qū)秭歸縣二期地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警工程專業(yè)監(jiān)測(cè)預(yù)警年報(bào)(2012年)[R].宜昌：三峽大學(xué)，2013.