王海濱 陳軒 肖玉華
隨著三峽樞紐蓄水,三峽庫(kù)區(qū)航道條件大大提高,帶動(dòng)長(zhǎng)江上游航運(yùn)的快速發(fā)展,過(guò)閘貨運(yùn)量和船舶數(shù)量快速增長(zhǎng),三峽船閘提前19年達(dá)到設(shè)計(jì)通過(guò)能力,大量船舶在庫(kù)區(qū)停泊待閘成為常態(tài)。基于此,需要在現(xiàn)有近壩待閘錨地的基礎(chǔ)上向庫(kù)區(qū)上游水域擴(kuò)展,建設(shè)一定規(guī)模的船舶待閘錨地。
項(xiàng)目位于長(zhǎng)江三峽庫(kù)區(qū)歸州水道右岸,由兩個(gè)區(qū)域組成,新建10個(gè)靠船錨泊點(diǎn),每個(gè)錨泊點(diǎn)由2個(gè)系靠船墩組成。單座系靠船墩采用高樁墩臺(tái)結(jié)構(gòu),墩臺(tái)上部設(shè)置4根鋼筋混凝土立柱,墩臺(tái)下部采用9根鉆孔灌注樁。為保證選址的安全性、合理性,在工程可行性研究階段開(kāi)展選址區(qū)域的地質(zhì)勘察與地災(zāi)評(píng)估工作。通過(guò)地質(zhì)調(diào)繪、地質(zhì)鉆探、原位測(cè)試、室內(nèi)試驗(yàn)等手段對(duì)區(qū)域地質(zhì)情況進(jìn)行評(píng)價(jià)。
在地質(zhì)鉆探過(guò)程中發(fā)現(xiàn)部分鉆孔位置巖基以下夾有土層,孔深大大超出附近鉆孔,判斷存在滑坡的隱患。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查及收集的資料分析表明,評(píng)估區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害類型以滑坡為主,經(jīng)統(tǒng)計(jì),存在楚王井、蓮花沱I號(hào)、蓮花沱Ⅱ號(hào)和上石門共四處滑坡位于長(zhǎng)江右岸錨地區(qū)域附近。工程區(qū)位置及滑坡體具體分布見(jiàn)圖1。
圖1 工程區(qū)位置及主要滑坡分布
根據(jù)庫(kù)岸滑坡的特點(diǎn)及成因,對(duì)工程區(qū)的地形地貌、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)條件進(jìn)行簡(jiǎn)要分析。
評(píng)估區(qū)地貌單元為長(zhǎng)江三峽侵蝕中低山寬谷地貌,兩岸多為低山剝蝕地貌,地形起伏大,呈對(duì)稱型谷坡,水庫(kù)蓄水位145m~175m(資用吳淞高程,下同)之間兩岸多為裸露的風(fēng)化巖,無(wú)植被;175m高程水庫(kù)淹沒(méi)線以上植被茂密。
工程區(qū)出露地層,主要有侏羅系中統(tǒng)聶家山組(J2n)地層、侏羅系中統(tǒng)上沙溪廟組地層(J2s)、侏羅系中統(tǒng)下沙溪廟組地層(J2x)和侏羅系上統(tǒng)遂寧組地層(J3S)和第四系全新統(tǒng)殘(崩)坡積層及人工堆積物。其中,巖性以中至厚層砂巖、泥質(zhì)粉砂巖為主,夾泥巖或互層,層狀結(jié)構(gòu),砂巖裂隙發(fā)育,泥巖易風(fēng)化,巖質(zhì)較軟,為軟硬相間結(jié)構(gòu)。
區(qū)域內(nèi)地表水主要為長(zhǎng)江及其支流吒溪河、舊州河,地下水包括主要賦存在溝谷地帶的第四系松散堆積物及基巖全風(fēng)化帶中的孔隙水,主要賦存于基巖強(qiáng)風(fēng)化帶的孔隙、裂隙中的孔隙~裂隙水及主要賦存在中等、微風(fēng)化巖體中的裂隙水。地下水主要受大氣降水、岸坡居民生活排放廢水和江水、溪水補(bǔ)給,呈動(dòng)態(tài)季節(jié)變化。
考慮到蓮花沱滑坡Ⅰ號(hào)、Ⅱ號(hào)處于錨地兩處工程區(qū)域之間,距離上、下錨泊點(diǎn)較遠(yuǎn),張勤麗等在《三峽庫(kù)區(qū)秭歸縣蓮花沱Ⅰ號(hào)滑坡穩(wěn)定性分析》中已對(duì)該滑坡進(jìn)行詳細(xì)分析,此處僅針對(duì)楚王井滑坡和上石門滑坡進(jìn)行典型分析。
通過(guò)地質(zhì)調(diào)繪和地質(zhì)鉆探可知,楚王井滑坡和上石門滑坡具有極高的相似性。兩處滑坡平面均呈舌形(見(jiàn)圖2、圖3),滑坡剖面呈凸形,上陡下緩。其中,楚王井滑坡面積約10×104m2,體積約150×104m3;上石門滑坡面積約3.8×104m2,體積約76×104m3。
圖2 楚王井滑坡平面圖
圖3 上石門滑坡全貌圖
三峽庫(kù)區(qū)蓄水后,整個(gè)庫(kù)區(qū)的水作用構(gòu)成和水作用方式都較蓄水前發(fā)生了根本性改變。由于庫(kù)水對(duì)庫(kù)岸滑坡的作用非常復(fù)雜,其水文地質(zhì)、工程地質(zhì)環(huán)境各不相同,庫(kù)水對(duì)其作用也不同。結(jié)合楚王井和上石門兩處滑坡特點(diǎn),初步判斷如下:
(1)庫(kù)水對(duì)庫(kù)岸坡體的改造作用。三峽水庫(kù)運(yùn)行主要依據(jù)《三峽(正常運(yùn)行期) -葛洲壩水利樞紐梯級(jí)調(diào)度規(guī)程》進(jìn)行調(diào)度,庫(kù)區(qū)水位在145 m~175m之間周期性波動(dòng)。水位的升降使得位于庫(kù)水位變化消落帶上的坡體前緣巖體處于飽和狀態(tài),巖體力學(xué)性質(zhì)降低。受到庫(kù)水的沖刷、浪蝕和掏蝕作用,產(chǎn)生崩塌、塌滑等破壞變形,進(jìn)而可能牽引后方邊坡變形,致使整體失穩(wěn)。
(2)庫(kù)水對(duì)庫(kù)岸坡體巖土性質(zhì)的影響。三峽水庫(kù)蓄水后使得部分滑坡坡體長(zhǎng)期處于水的浸泡之下,水下巖土體基本處于飽和狀態(tài),其物理化學(xué)性質(zhì)受到很大影響。巖土體在庫(kù)水作用下可能發(fā)生軟化、泥化,可溶巖遇水發(fā)生潛蝕、溶蝕,對(duì)某些巖土體可能發(fā)生膨脹、崩解。這些可能導(dǎo)致庫(kù)岸坡體沿滑動(dòng)面(潛在滑動(dòng)面)發(fā)生變形破壞。
(3)庫(kù)水對(duì)庫(kù)岸坡體內(nèi)地下水系統(tǒng)的作用。庫(kù)岸坡體內(nèi)的地下水會(huì)隨著庫(kù)水位的上升(下降)而上升(下降),但坡體內(nèi)地下水的升降與庫(kù)水位相比存在明顯的滯后現(xiàn)象。庫(kù)水位上升時(shí),會(huì)對(duì)庫(kù)岸坡體產(chǎn)生托付力,降低坡體的抗滑力,進(jìn)而影響整體穩(wěn)定;庫(kù)水位下降時(shí),由于庫(kù)水位下降較快,而地下水位的降低存在滯后,因此在坡體內(nèi)將會(huì)形成較大的水力坡度,產(chǎn)生滲流,滲流不僅會(huì)帶走巖體中的微小顆粒、降低其力學(xué)強(qiáng)度,還會(huì)對(duì)坡體的穩(wěn)定性造成不利影響。
經(jīng)過(guò)評(píng)估,當(dāng)前兩處滑坡處于整體基本穩(wěn)定、局部欠穩(wěn)定狀態(tài),由于兩處滑坡所處斜坡以砂泥巖層為主,且向長(zhǎng)江傾斜,隨著庫(kù)水位升降及降雨等因素影響,斜坡易向長(zhǎng)江方向產(chǎn)生滑動(dòng)。可推斷兩處滑坡體在每年庫(kù)水位漲落期及汛期(6~9月)發(fā)生塌滑、失穩(wěn)的可能性較大,應(yīng)在施工期加強(qiáng)監(jiān)測(cè)。
工程施工過(guò)程開(kāi)挖擾動(dòng)可能對(duì)附近滑坡體造成一定影響,可導(dǎo)致局部形成切坡,易形成以局部坍滑、崩塌為主的邊坡變形,牽引上部滑體活動(dòng)造成整體失穩(wěn)。為了避免滑坡失穩(wěn)的風(fēng)險(xiǎn),對(duì)設(shè)計(jì)方案錨泊點(diǎn)數(shù)量和位置進(jìn)行調(diào)整,經(jīng)調(diào)整后錨泊點(diǎn)距離滑坡區(qū)較遠(yuǎn),施工引發(fā)或加劇滑坡的可能性較小。
1.通過(guò)評(píng)估,工程區(qū)域周圍的不良地質(zhì)條件主要是滑坡,影響較大的為楚王井滑坡和上石門滑坡。
2.兩處滑坡的成因主要是庫(kù)水改變其巖土性質(zhì)和地下水系統(tǒng),控制穩(wěn)定性的內(nèi)在因素有地形地貌、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造和水文地質(zhì)條件等,影響穩(wěn)定性的外在因素包括庫(kù)水位升降、降雨和工程活動(dòng)等。
3.兩處滑坡目前處于整體基本穩(wěn)定、局部欠穩(wěn)定狀態(tài),經(jīng)過(guò)調(diào)整,施工區(qū)距離滑坡區(qū)較遠(yuǎn),但在施工期應(yīng)加強(qiáng)變形監(jiān)測(cè)。