蘭俊 劉杰 張羅送 高進(jìn) 高素芳

摘要：三峽工程作為一項(xiàng)世紀(jì)工程，曾經(jīng)創(chuàng)下多個(gè)世界之最。但是，隨著一段時(shí)間的運(yùn)營(yíng)，高陡邊坡崩塌現(xiàn)象嚴(yán)重，為了使三峽工程更好造福于人民，需要做好高陡邊坡崩塌治理工作?；诖?，文章通過(guò)闡述三峽庫(kù)區(qū)高陡邊坡崩塌模式及形成機(jī)理，分析引發(fā)三峽庫(kù)區(qū)邊坡發(fā)生崩塌的因素，同時(shí)提出治理三峽庫(kù)區(qū)高陡邊坡崩塌的具體措施，為組織開(kāi)展高陡邊坡崩塌治理工作提供參考。

Abstract： As a century project， the Three Gorges Project has created the world's best in many aspects. However， with the operation of a period of time， the collapse of high and steep slopes is serious. In order to make the Three Gorges Project better for the benefit of the people， it is necessary to do a good job of high and steep slope collapse. Based on this， the article expounds the collapse mode and formation mechanism of high and steep slopes in the Three Gorges reservoir area， analyzes the factors causing the collapse of the slopes in the Three Gorges reservoir area， and proposes specific measures to control the collapse of high and steep slopes in the Three Gorges reservoir area to provide reference for the collapse treatment of steep slopes.

關(guān)鍵詞：崩塌治理；邊坡崩塌；三峽工程

Key words： collapse control；slope collapse；Three Gorges Project

中圖分類號(hào)：U213.1+58 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2018）29-0220-02

0 引言

三峽作為一項(xiàng)偉大的水利水電工程，曾經(jīng)創(chuàng)下多個(gè)世界之最，為中國(guó)贏得贊許。但是，自投入運(yùn)行以來(lái)（開(kāi)始蓄水），隨著蓄水量的增加，庫(kù)區(qū)沿岸出現(xiàn)變形等影響三峽正常使用的現(xiàn)象。尤其是破損部位，在風(fēng)化等外力的作用下，導(dǎo)致巖體出現(xiàn)不同程度的破碎，并且?guī)靺^(qū)沿岸存在人工開(kāi)挖形成的高陡邊坡，在一定程度上暴露出嚴(yán)重問(wèn)題。在這種情況下，為了使三峽更好地造福于人民，需要深入研究分析高陡邊坡崩塌破壞形成的機(jī)理，進(jìn)一步采取針對(duì)性的治理措施，深入挖掘三峽工程的使用價(jià)值。

1 三峽庫(kù)區(qū)高陡邊坡崩塌模式及形成機(jī)理

從破壞模式的角度來(lái)說(shuō)，可以將三峽庫(kù)區(qū)崩塌災(zāi)害分為以下幾類：

1.1 拉剪傾倒式崩塌 對(duì)于三峽庫(kù)區(qū)來(lái)說(shuō)，從地質(zhì)環(huán)境的角度分析，無(wú)論是兩岸、沖溝地段，還是陡坡上，到處都可以看到巨大、直立的巖體，并且這些巖體脫離穩(wěn)定巖體，同時(shí)以垂直節(jié)理、裂縫的方式存在于穩(wěn)定巖體之外，其夾角普遍超過(guò)25°進(jìn)而在一定程度上導(dǎo)致這些巖體出現(xiàn)陡崖，以及陡坡的卸荷張拉結(jié)構(gòu)面，甚至主控結(jié)構(gòu)面下部存在于陡崖或陡坡的巖體內(nèi)。對(duì)于這類巖體來(lái)說(shuō)，其特點(diǎn)主要表現(xiàn)為高、窄，普遍缺乏橫向穩(wěn)定性，尤其是巖體發(fā)生失穩(wěn)時(shí)，容易引發(fā)轉(zhuǎn)動(dòng)性傾倒。以云陽(yáng)段為例，在整個(gè)三峽庫(kù)區(qū)，云陽(yáng)段的地質(zhì)結(jié)構(gòu)主要是泥、砂巖互層，這些巖層被風(fēng)化的程度存在一定的差異性，尤其是泥巖層，相對(duì)于砂巖層來(lái)說(shuō)，這類地質(zhì)更容易風(fēng)化。由于砂巖層的強(qiáng)度較高，與軟弱互層的巖層相比，如果其產(chǎn)生豎向不穩(wěn)定的裂隙，那么容易導(dǎo)致高陡直立巖體發(fā)生拉剪傾倒式崩塌。

1.2 滑移式崩塌 與拉剪傾倒式崩塌相比，滑移式崩塌主要發(fā)生在一些陡坡上，對(duì)于這些陡坡來(lái)說(shuō)，在不穩(wěn)定巖土體下部存在向下傾斜的光滑結(jié)構(gòu)面或軟弱面的作用下，而引發(fā)的一系列的崩塌現(xiàn)象，通常情況下，其破壞面角度低于45°。巖土體發(fā)生滑移是引發(fā)這種崩塌的關(guān)鍵所在，當(dāng)巖土體的重心滑出陡坡時(shí)，這時(shí)必然引發(fā)崩塌。

在三峽庫(kù)區(qū)，隨著水庫(kù)水量的增加，導(dǎo)致水對(duì)巖層產(chǎn)生不同程度的侵蝕，隨著侵蝕的加劇，最終造成巖體沿著下部的軟弱結(jié)構(gòu)面向臨空方向發(fā)生移動(dòng)，隨著移動(dòng)距離的延長(zhǎng)，使得后緣產(chǎn)生拉裂縫，對(duì)于這些后緣裂縫來(lái)說(shuō)，在滲入水的作用下，進(jìn)一步惡化了裂縫，并且使得裂縫不斷向下延伸，導(dǎo)致下部軟弱結(jié)構(gòu)面進(jìn)一步被軟化，同時(shí)造成抗剪強(qiáng)度的降低，在這種情況下，沿軟弱結(jié)構(gòu)面導(dǎo)致上部較陡的巖體出現(xiàn)不同程度的滑動(dòng)，尤其是重心滑出邊坡時(shí)，就會(huì)引發(fā)崩塌病害。

1.3 推移式崩塌 與1.1、1.2兩種崩塌相比，推移式崩塌是由于陡坡上存在不穩(wěn)定的巖土體，以及存在較厚的軟巖層（松軟巖層等），在不斷長(zhǎng)大節(jié)理的作用下，導(dǎo)致不穩(wěn)定巖土體與穩(wěn)定巖土體出現(xiàn)相互分離，尤其面對(duì)大雨沖刷或地下水補(bǔ)給時(shí)，容易造成下部較厚的軟弱層、軟巖等出現(xiàn)不同程度的軟化，在上部巖土體的重壓下，如果軟巖自身的抗壓強(qiáng)度低于壓應(yīng)力時(shí)，導(dǎo)致軟巖被擠出，在一定程度上出現(xiàn)軟弱夾層向外推移而變形的現(xiàn)象。隨著變形的不斷惡化，最終導(dǎo)致不穩(wěn)定巖土體不斷下沉、外移，尤其重心移出坡外時(shí)，就會(huì)引發(fā)崩塌。

推移式崩塌在三峽庫(kù)區(qū)云陽(yáng)段較為常見(jiàn)，其原因是該段多為軟硬互層的泥、砂巖層，尤其是庫(kù)區(qū)蓄水運(yùn)營(yíng)后，隨著水位的上升，導(dǎo)致被水侵蝕的軟弱泥巖發(fā)生推移式破壞，進(jìn)而引發(fā)崩塌。

1.4 拉裂式崩塌 所謂拉裂式崩塌是指軟硬相間的巖層構(gòu)成陡坡時(shí)，受風(fēng)化、河流沖刷的影響，上部堅(jiān)硬的巖層通常以懸臂梁的形式出現(xiàn)在斷面上。在重力的作用下，進(jìn)一步加劇裂隙節(jié)點(diǎn)附近的節(jié)理，同時(shí)出現(xiàn)拉應(yīng)力向尚未產(chǎn)生節(jié)理裂隙部位集中，當(dāng)拉應(yīng)力超過(guò)這部分巖土體的抗拉強(qiáng)度時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致拉裂縫向下發(fā)展，進(jìn)一步導(dǎo)致突出的巖土體發(fā)生崩塌。在三峽庫(kù)區(qū)，一些陡巖、孤巖等在風(fēng)化作用的影響下，一旦遭受拉裂破壞，就會(huì)脫離母巖發(fā)生墜落，進(jìn)行形成拉裂式崩塌。

1.5 錯(cuò)斷式崩塌 對(duì)于陡坡上的長(zhǎng)柱狀、板狀等不穩(wěn)定巖體來(lái)說(shuō)，受某些因素的影響，進(jìn)一步增加了不穩(wěn)定巖土體的自重，或者隨著下部斷面的減小，進(jìn)而剪斷了長(zhǎng)柱狀、板狀等不穩(wěn)定巖土體的下部，進(jìn)一步引發(fā)錯(cuò)斷式崩塌。引發(fā)這種崩塌的原因主要是巖土體下部產(chǎn)生的剪切應(yīng)力超出了巖石的抗剪強(qiáng)度。

2 三峽庫(kù)區(qū)邊坡發(fā)生崩塌的誘因

在各種病害中，崩塌屬于地質(zhì)結(jié)構(gòu)性病害，其形成往往是多個(gè)因素相互作用的結(jié)果。對(duì)于三峽水利水電工程來(lái)說(shuō)，其庫(kù)區(qū)邊坡發(fā)生崩塌病害有著自身的影響因素，主要表現(xiàn)為：

2.1 地形地貌 對(duì)于三峽庫(kù)區(qū)來(lái)說(shuō)，蓄水前后其水位存在嚴(yán)重的落差，這種落差受三峽庫(kù)區(qū)地形地貌的影響較為嚴(yán)重，尤其是有些邊坡處于峽谷中，其坡度多在30°-40°之間，在這種地形結(jié)構(gòu)的影響下，容易導(dǎo)致造成孤立山嘴、凹形陡坡等發(fā)生崩塌，并且，邊坡周圍可能存在不同程度的沖溝，使得邊坡的穩(wěn)定性受到不同程度的影響。

2.2 地層巖性 在引發(fā)崩塌的因素中，斜坡地層巖性是一個(gè)關(guān)鍵性因素，對(duì)于堅(jiān)硬完整的巖石來(lái)說(shuō)，通常情況下，可以維持較高、較陡的邊坡，反之，就容易發(fā)生崩塌。以三峽庫(kù)區(qū)云陽(yáng)段為例，該段的地層是軟硬互換水平層狀結(jié)構(gòu)，這種地層組成主要包括泥、砂巖交替互層或厚層砂巖夾泥巖。根據(jù)研究結(jié)果顯示：對(duì)于泥、砂巖互層構(gòu)成的邊坡，由于砂巖抗風(fēng)化能力大于泥巖，在風(fēng)化的影響下，泥巖遭受剝蝕，進(jìn)一步形成空腔，對(duì)于砂巖來(lái)說(shuō)，受結(jié)構(gòu)面切割的影響，而發(fā)生不同程度的崩塌。

2.3 斷裂構(gòu)造 在巖體發(fā)生崩塌病害的過(guò)程中，斷裂在一定程度上為巖體破碎、水的滲入等創(chuàng)造條件。對(duì)于崩塌發(fā)育地帶來(lái)說(shuō)，無(wú)論是延伸方向，還是發(fā)育規(guī)模，以及分布密度等都受到斷裂帶的影響。在三峽庫(kù)區(qū)中，由于庫(kù)區(qū)蓄水前后水位落差較大，同時(shí)在風(fēng)化等因素的影響下，使得巖體出現(xiàn)破碎等，并且節(jié)理、裂隙等構(gòu)造面，也會(huì)對(duì)坡體產(chǎn)生切割與分離，在一定程度上引發(fā)崩塌。隨著舊裂隙的惡化，以及新裂縫的產(chǎn)生，進(jìn)一步加劇了坡體中的發(fā)育，最終引發(fā)崩塌病害。

2.4 水的作用 在誘發(fā)邊坡病害的因素中，水是一項(xiàng)重要的因素。從實(shí)際的崩塌情況來(lái)看，崩塌主要發(fā)生在連續(xù)降雨之后，由于三峽庫(kù)區(qū)雨量充沛，隨著水對(duì)邊坡的沖刷、侵蝕、滲透等，進(jìn)一步加劇了坡體崩塌。根據(jù)調(diào)查結(jié)果顯示：在三峽庫(kù)區(qū)云陽(yáng)段，邊坡崩塌比較常見(jiàn)，這種災(zāi)害主要發(fā)生在雨季。

3 治理三峽庫(kù)區(qū)高陡邊坡崩塌的具體措施

從理論的角度來(lái)說(shuō)，加固危巖體是防治崩塌主要舉措，一方面可以阻止危巖體發(fā)生脫落，另一方面從人為的角度干預(yù)卸荷裂隙的擴(kuò)張、卸荷裂隙區(qū)的擴(kuò)展等，在一定程度上確保邊坡的穩(wěn)定性。從治理三峽庫(kù)區(qū)高陡邊坡崩塌的效果來(lái)看，治理高陡邊坡可以從以下方面著手：

3.1 排水 排水是治理高陡邊坡發(fā)生崩塌的關(guān)鍵，在三峽庫(kù)區(qū)，如果某地段有水活動(dòng)，這時(shí)需要布置排水裝置，對(duì)水進(jìn)行攔截、疏導(dǎo)處理。通常情況下，排水可以分為兩類：一類是地表排水法，地表排水是在崩塌可能發(fā)展的外圍（一般在5米以外），設(shè)置若干條環(huán)形截水溝，借助截水溝對(duì)斜坡上部流向斜坡的水流進(jìn)行攔截處理。另一類是地下排水法，地下排水主要是借助排水系統(tǒng)，包括截水盲溝、支撐盲溝、盲洞等眾多工程設(shè)施。用片石填補(bǔ)坡體中的裂隙、縫、空洞等，通過(guò)填補(bǔ)的方式，在一定程度上抑制裂隙、縫、洞的惡化。

3.2 削坡錨固 在治理邊坡崩塌過(guò)程中，借助削坡錨固的方式處理危石、孤石突出的山嘴，以及遭受風(fēng)化侵蝕的坡體，通過(guò)人為干預(yù)的方式抑制邊坡惡化，以此防止邊坡發(fā)生崩塌。這種防治方法在邊坡陡峭、危石孤石突出的山坡上應(yīng)用較為廣泛。在削坡過(guò)程中，通常情況下需要進(jìn)行錨固處理，在卸荷裂隙區(qū)、危巖區(qū)等（這些地段裂隙較為密集），通過(guò)對(duì)部分危巖體給予清除處理，同時(shí)借助錨桿、掛網(wǎng)噴護(hù)等方式處理危巖體，通過(guò)處理對(duì)卸荷裂隙的產(chǎn)生、卸荷裂隙區(qū)的擴(kuò)展等進(jìn)行人為干預(yù)，進(jìn)一步對(duì)已形成的危巖體進(jìn)行加固。在應(yīng)用削坡錨固法時(shí)，需要對(duì)邊坡巖體結(jié)構(gòu)、裂隙面特征、卸荷裂隙的擴(kuò)展特征等因素進(jìn)行綜合分析，以此加固高陡邊坡，防止其發(fā)生崩塌。

3.3 支擋攔截 對(duì)于三峽庫(kù)區(qū)來(lái)說(shuō)，由于一些地段發(fā)生墜石、剝落，以及小型崩塌等危害主要集中在雨后，針對(duì)這些地段可以在坡腳、半坡上設(shè)置攔截物，對(duì)墜石、剝落物、崩塌物等進(jìn)行攔截處理，比較常用的攔截方式諸如落石平臺(tái)、落石槽，以及修建擋石墻等，借助這些輔助工程攔截處理墜石等。對(duì)于突出巖石、大孤石不穩(wěn)定的地段，通過(guò)修建支柱、支擋墻，以及用廢鋼軌進(jìn)行支撐等方式進(jìn)行處理，以此確保這些地段的穩(wěn)定性。

4 結(jié)論

三峽是一項(xiàng)偉大的水利水電工程，做好高陡邊坡崩塌防治是一項(xiàng)重要的工作。對(duì)此，需要對(duì)邊坡進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，通過(guò)開(kāi)展大量實(shí)地勘察和理論分析工作，深入研究分析引發(fā)邊坡崩塌的各種因素，抓住主要因素，從主要因素的角度開(kāi)展崩塌治理工作，通過(guò)選擇合理的治理措施，從根本上最大限度確保高陡邊坡的穩(wěn)定性，使得三峽工程更好地造福于人民。

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