三峽水庫(kù)蓄水后秭歸幾個(gè)典型滑坡的變形及監(jiān)測(cè)

1、三峽水庫(kù)蓄水后種歸縣幾個(gè)典型滑坡的變形及監(jiān)測(cè)彭軒明（1）張業(yè)明（1）鄢道平（1）金維群（1）汪發(fā)武（2）霍志濤（1）陳小婷（1）（1.宜昌地質(zhì)礦產(chǎn)研究所，湖北省宜昌市港窯路 37號(hào)，443003）（2.日本京都大學(xué)防災(zāi)研究所）摘要：自三峽大壩蓄水以來，三峽庫(kù)區(qū)種歸縣境內(nèi)的青干河和香溪河流域及其 入長(zhǎng)江水口部位，岸坡變形和失穩(wěn)現(xiàn)象明顯加劇。本文簡(jiǎn)要介紹了千將坪、樹坪、 白家包和黃陽(yáng)畔等四個(gè)滑坡的基本特征和變形現(xiàn)象，認(rèn)為構(gòu)造形成的層間剪切帶是 千將坪滑坡發(fā)生的主要內(nèi)在控制因素。采用大地測(cè)量和鉆孔測(cè)斜等多種方法對(duì)白家 包和黃陽(yáng)畔滑坡的地表和深部變形狀況進(jìn)行不連續(xù)觀測(cè)；與日本京都大學(xué)防災(zāi)研究 所合作，

2、采用伸縮計(jì)對(duì)樹坪和白家包滑坡進(jìn)行連續(xù)觀測(cè)，據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果分析，這些滑 坡目前均處于蠕動(dòng)變形狀態(tài)。關(guān)鍵詞：三峽庫(kù)區(qū)稱歸縣滑坡變形監(jiān)測(cè)1前言三峽庫(kù)區(qū)種歸縣是我國(guó)地質(zhì)災(zāi)害最為嚴(yán)重的地區(qū)之一。自三峽水庫(kù)一期蓄水以 來，稱歸縣境內(nèi)的青干河流域發(fā)生了千將坪滑坡，長(zhǎng)江干流的樹坪及香溪河入長(zhǎng)江 水口部位的岸坡變形和失穩(wěn)現(xiàn)象明顯加劇，八字門、白家包、黃陽(yáng)畔等大型滑坡有 重新復(fù)活的現(xiàn)象（圖1）。在中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局 香溪河流域岸坡調(diào)查評(píng)價(jià)”項(xiàng)目的實(shí) 施過程中，對(duì)香溪河流域白家包和黃陽(yáng)畔等大型滑坡進(jìn)行了工程地質(zhì)調(diào)查、工程鉆 探和監(jiān)測(cè)（大地變形測(cè)量和鉆孔測(cè)斜）等大量工作，基本查明了滑坡的組成、結(jié)構(gòu)、地表變形狀況，初步了掌握了

3、滑坡的變形演變趨勢(shì)。當(dāng)千將坪滑坡發(fā)生時(shí)，及 時(shí)對(duì)滑坡現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了細(xì)致的調(diào)查，從而獲取了有關(guān)該大型順層高速滑坡滑動(dòng)后山體 破壞現(xiàn)象的第一手資料1,并協(xié)助當(dāng)?shù)卣贫丝篂?zāi)救災(zāi)預(yù)案。在樹坪滑坡出 現(xiàn)嚴(yán)重變形的緊急情況下，又立即對(duì)滑坡的變形狀況進(jìn)行了調(diào)查和分析，水田壩心州沙鎮(zhèn)溪10 km樹平滑坡黃陽(yáng)畔滑坡宜昌巾三峽大壩） 門家包滑坡郭另! 興山縣圖i三峽庫(kù)區(qū)稱歸縣典型滑坡分布圖并選擇關(guān)鍵變形部位安裝了兩臺(tái)伸縮儀，對(duì)其變形情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)1。鑒于種歸縣已經(jīng)出現(xiàn)的嚴(yán)重的地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)象，為了準(zhǔn)確把握這些滑坡的變形動(dòng)態(tài)，科學(xué)揭 示降雨和水位變動(dòng)與滑坡變形之間的內(nèi)在關(guān)系，及時(shí)開展滑坡的預(yù)測(cè)和預(yù)報(bào)，我們 與日本京都大學(xué)

4、等單位向聯(lián)合日本砂防-滑坡技術(shù)研究中心申請(qǐng)了 水位變動(dòng)對(duì)滑坡 的影響機(jī)理及滑坡預(yù)報(bào)方法”項(xiàng)目。此項(xiàng)合作的實(shí)質(zhì)性成果之一就是在樹坪和白家包分別已經(jīng)安裝了 11臺(tái)和5臺(tái)由日方提供的伸縮儀。本文僅作為上述工作的初步總結(jié)2千將坪滑坡及其滑動(dòng)變形現(xiàn)象千將坪滑坡發(fā)生于2003年7月13日12時(shí)20分，是三峽庫(kù)區(qū)自新灘滑坡后發(fā) 生的最大滑坡。該滑坡地處青干河左（北）岸，與沙鎮(zhèn)溪鎮(zhèn)隔河對(duì)峙，距三峽工程 壩址約56Km （圖1）。構(gòu)造上，滑坡區(qū)位于種歸向斜南端向西弧形轉(zhuǎn)折端與百福 來一流來觀背斜向東傾伏的過渡地段，主要出露三疊系沙鎮(zhèn)溪組碎屑巖，巖層穩(wěn)定 延伸，傾向南東，傾角較緩，滑坡所在岸坡為順向坡?；w平面形

5、態(tài)呈舌狀（圖 2）,長(zhǎng)1200m ,寬1000m，總體上薄下厚，平均厚度約 20m ,面積約1.20km 2,體積約2400 M04 m 3。后緣呈圈椅狀外形，頂部高程 450m,邊界位于370- 420m高程線之間；前緣沒入青干河，高程 102m,前后緣高差348m；北東和南 西兩側(cè)出現(xiàn)陡立的剪切滑壁，走向分別為 30和330 o滑體地形總體上陡下緩，存 在多級(jí)陡坎，坡角自上而下從35。變化至15?；w物質(zhì)由兩部分組成，上部為殘 坡積粘土夾碎石，下部為沙鎮(zhèn)溪組泥質(zhì)粉砂巖，上、下兩層平均厚度分別為5m和10m o該滑坡屬于基巖順層滑坡，滑動(dòng)面與地層層面產(chǎn)狀一致，傾向南東，傾 角28 o據(jù)對(duì)岸陡

6、坡上殘存的水漬痕跡估算，滑坡產(chǎn)生的涌浪高達(dá) 30m以上。圖2千將坪滑坡形貌圖片由于滑坡的南西側(cè)臨空，因此，受滑坡強(qiáng)烈影響的牽引區(qū)主要出現(xiàn)在北東側(cè)山體中。對(duì)北東側(cè)牽引區(qū)的調(diào)查表明，裂隙相對(duì)集中分布在剪切滑壁外側(cè)100m范圍內(nèi)，自上往下，裂隙出現(xiàn)的頻度和向外延伸的范圍都呈逐漸增加趨勢(shì)，如在高程分 別為360m、300m和210m處，頻度依次為 0.2條/m、0.3條/m和0.5條/m;外延 寬度依次為70m、120m和300m ;經(jīng)統(tǒng)計(jì)，裂隙方向有 290-295、265-285和 310等三組。走向290-295裂隙組最為發(fā)育，平面呈雁列狀展布，延伸長(zhǎng)度550m ,張開度在2-70cm之間，最大

7、可見深度大于2m,最大水平和垂直位移分別 為2.5m和2m。這三組裂隙均顯示張扭性特點(diǎn)?；瑒?dòng)面表面平滑，產(chǎn)狀穩(wěn)定。其上廣泛分布灰白色方解石脈體和近水平構(gòu)造擦 痕，與滑坡有關(guān)的擦痕有兩組，一組傾伏方向?yàn)?60,另一組為140。，后者相對(duì)稍晚，切割或覆蓋了前者的印跡。根據(jù)調(diào)查，160。方向的擦痕分布局限，而140。 方向的擦痕在暴露的滑動(dòng)面上均可見及。因此可見，千將坪滑坡是沿襲構(gòu)造形成的 順層剪切帶發(fā)生的，滑體在啟動(dòng)后先朝著160。的方向，之后再沿140。方向快速整體向下滑動(dòng)。在滑體內(nèi)部，新生裂縫為張性，主要出現(xiàn)在滑體的前部，呈鋸齒狀， 走向北東（2545）,傾角近直立，延伸長(zhǎng)度30-250m,縫

8、寬一般為1m左右，最 寬可達(dá)2.5m,最大可見縫深度大于2.5m。部分裂縫兩側(cè)的巖土體，具有較大的 垂向落差，最大可達(dá)3.5m,并在縱向上形成階梯狀地形。被快速剪出的部分在受 到對(duì)岸堅(jiān)硬巖壁的阻擋后，形成了高出水面5m多的巖土體鼓丘堆，巖體因撞擊反沖而出現(xiàn)層理反傾現(xiàn)象。在滑體北東側(cè)，形成寬 80100m的牽引帶，發(fā)育 290 295、265 285和310等三組張扭性裂縫，其中走向 290 295裂隙最為發(fā) 育，平面呈雁列狀展布，延伸長(zhǎng)度 5-50m ,張開度在2-70cm之間，最大可見深度 大于2m ,最大水平和垂直位移分別為 2.5m和2m。初步認(rèn)為，不良的地質(zhì)結(jié)構(gòu)特別是層間剪切帶的存在，

9、是滑坡發(fā)生的主要內(nèi)在 原因，三峽水庫(kù)的蓄水和強(qiáng)降雨是促發(fā)滑坡的兩個(gè)重要誘因。3樹坪滑坡伸縮計(jì)監(jiān)測(cè)樹坪滑坡位于長(zhǎng)江右岸桃歸縣沙鎮(zhèn)溪，為一古崩滑堆積體。2004年1月15日，滑坡開始發(fā)生變形，在滑坡的中部和側(cè)緣形成粗大裂縫，前緣江水一直出現(xiàn)混 濁現(xiàn)象?；滦螒B(tài)為明顯的圈椅狀，分布高程為 65-500m ,縱長(zhǎng)800m ,橫寬700-900m,滑體前緣突入長(zhǎng)江，剪出口高程約 65-68m?；w厚40-70m ,體積約2600X04 m 3?；麦w形態(tài)總體呈下陡上緩斜坡，坡度 2235。自下而上分布有 四級(jí)緩坡平臺(tái)，高程為 95-105m、150-200m、225-240m、300-350m。其中二、

10、 四兩級(jí)平臺(tái)規(guī)模較大，第四級(jí)平臺(tái)是典型的滑坡后緣平臺(tái)?；w物質(zhì)：主要為三迭系巴東組(T 2b 2-T 2b 4)棕紅色砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖及灰褐色泥灰?guī)r等的崩滑破壞產(chǎn)物，滑床為巴東組(T 2b 2-T 2b 4)基巖，巖層傾向山 里?；参鞲邧|低，即滑槽方向斜向下游。2004年4月，在樹坪滑坡上安裝兩臺(tái)滑坡位移伸縮計(jì)， 2004年8月沿滑動(dòng)方 向再安裝了 11臺(tái)伸縮計(jì)(圖3)。4月以來2臺(tái)伸縮計(jì)的監(jiān)測(cè)結(jié)果見圖，8月以來 10臺(tái)伸縮計(jì)的監(jiān)測(cè)結(jié)果見圖4、圖5。樹坪商城監(jiān)惻僮器位置圖圖3樹坪滑坡伸縮計(jì)安裝位置圖據(jù)圖4, 4月至9月間，滑坡體中上部最大水平位移為 280mm，且自6月份 以來滑動(dòng)速度有

11、加劇趨勢(shì)，側(cè)緣呈現(xiàn)先壓后張?zhí)攸c(diǎn)，最大壓縮量為100mm。從圖5、6分析，8月份以來，滑坡體后緣拉伸，中部變化幅度總體較小，前緣壓縮。該 滑坡表現(xiàn)出的前壓后張?zhí)攸c(diǎn)與地表裂縫的觀測(cè)結(jié)果(圖7)相吻合。IS8 -13; I 8 113-1 B.IZSl 3 2&.n期Z 21 ； j 6 私攬 4 5 i. 1C 51 25 6.13 24時(shí)網(wǎng)IM7觀測(cè)結(jié)果WJ2I面j3lrBlMKDBltyllnra 三三三一一圖6滑坡中部伸縮計(jì)現(xiàn)潮結(jié)果8 111 Ig” I 良；23 日期B 4 O 4 Be- 2ii J &： 3-乜，4 .9 t IQ 5i| 6, 硼卻倒III問00圜60 團(tuán) 020 I

12、n .晝總行苣為交J1lj2ld41l*2a&J5lCBI(yllm 三壬三二4白家包滑坡變形監(jiān)測(cè)白家包滑坡位處香溪河右岸，為一深層土質(zhì)滑坡?；鲁噬嘈危v向長(zhǎng)約700m,前緣橫向?qū)捈s500 m,中上部寬約260 m,最厚約86 m,平均厚約58 m,總面 積25.2 X04m2,總體積1461.6 M04m3?；潞缶壋嗜σ蝀犬,后緣高程約 270 m, 前緣直抵香溪河。2003年6月22日，在其南側(cè)邊界出現(xiàn)走向280的微小裂縫，7 月17日北側(cè)出現(xiàn)走向220。的裂縫。7月17日至7月21日連降暴雨，雨后白家堡 滑坡變形加劇，7月24日在滑坡后緣邊界部位出現(xiàn)三條較大的裂縫，走向220。的裂縫

13、寬在20 cm以上，垂直錯(cuò)距25 cm,延伸約40 m, 2條走向180的裂縫延伸約30m。7月26日7月30日，滑體后緣裂縫繼續(xù)下錯(cuò)形成臺(tái)階，并出現(xiàn) 270、 280。的縱向裂縫?；麦w上的房屋均不同程度出現(xiàn)了裂縫，橫穿滑坡中部的公路也 因嚴(yán)重的變形破壞而一度影響通行。在該滑坡上，部署了大地形變測(cè)量、孔內(nèi)測(cè)斜 和伸縮儀等三種設(shè)備，對(duì)其地表和深部變形情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)（圖8）,本文介紹了前兩種方法的初步成果。4. 1大地形變監(jiān)測(cè)在白家堡滑坡體上共布置了 9個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，其中2個(gè)為控制點(diǎn)（B、B ） , 7個(gè) 為監(jiān)測(cè)點(diǎn)（A1A7）（圖8）,采用GDM600型全站儀進(jìn)行變形監(jiān)測(cè)。監(jiān)測(cè)從 2003年6月2日開

14、始，并將2003年6月2日的監(jiān)測(cè)值作為后期監(jiān)測(cè)的參考值。各監(jiān)測(cè)墩的結(jié)果見表1、圖9。位移一時(shí)間曲線顯示，在2003年6月2日到 11月29日問，后緣監(jiān)測(cè)點(diǎn)A1、A3變形明顯，A1變化最大，往NE 540 3為向變 化，最大位移大于240 mm,平均變化速率為4.05.0 mm/d, A3相對(duì)位移及變化 速率均小于A1 ,往57 32?向變化。中部、前緣測(cè)點(diǎn)最大位移在 120 mm。中后部 A1A5的高程具有明顯下降，而前緣 A6、A7的高程明顯上升。這些數(shù)據(jù)表明， 滑坡后緣拉張，前緣的土體因擠壓而向上隆起。表1白家堡滑坡地表監(jiān)測(cè)點(diǎn)高程變化值高程變化值H（mm2003.06.30+- 0.7+

15、6.2 +9.2圖8白家包滑坡監(jiān)測(cè)設(shè)備部署圖2003.07.27 -20.1 -29.117.9-10.6+ 1.8 + 12.2 + 15.7 2003.07.31 32.4 27.529.1-7.7 -6.4 + 15.7 +14.02003.11.2972.0 -74.4- 67.2-28.9-31.6+ 2.6 14.4 注：十 表示高程上升，一表示高 程下降。-工耳HWntlOTi根里-月叩圖9滑坡地表監(jiān)測(cè)點(diǎn)相對(duì)位移-時(shí)間曲線5.2深部位移監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集采用CX 03D型鉆孔測(cè)斜儀。從圖10可以看出，中部監(jiān)測(cè)孔ZK1 位移監(jiān)測(cè)的位移一深度關(guān)系曲線為“r型2,位移在28.5m處特別增加，

16、推測(cè)此深度處存在有滑動(dòng)面。布置在后緣的監(jiān)測(cè)孔 ZK3,由于變形劇烈，在深約11m處 測(cè)斜管被剪斷，這說明在滑坡后緣11m左右存在滑動(dòng)面（帶）。止匕外，根據(jù)監(jiān)測(cè) 數(shù)據(jù)，滑動(dòng)面以上位移較大，而下部位移較小，變形速率有逐漸減小的趨勢(shì)，2003年下半年為0.400mm/d左右，2004年為0.200 mm/d左右，變形速率明顯減小。圖10白家堡滑坡鉆孔測(cè)斜儀東西、南北向累積位移一深度曲線圖4黃陽(yáng)畔滑坡及深部變形監(jiān)測(cè)該滑坡位于長(zhǎng)江左岸歸州鎮(zhèn)萬(wàn)古寺村二組，在地貌上呈近東西向舌形凹地。前 緣高程170m ,后緣高程290m ,前緣沒入香溪河，長(zhǎng)約500 m,寬約230m ,厚 度約12m，總面積約為1.15

17、X05m2,總體積約為1400M04m3。從圖6、圖7分 析，測(cè)斜孔ZK8、ZK9的監(jiān)測(cè)曲線基本上是直線或輕微的 鐘擺狀”，且擺動(dòng)幅度 不大，屬于在量測(cè)綜合誤差影響范圍之內(nèi)，表明滑坡上部未發(fā)生明顯的變化。發(fā)生 明顯變化的是鉆孔ZK11 ,在深度1214m左右存在明顯的滑動(dòng)面或者變形部位， 下部位移較小，說明滑坡在監(jiān)測(cè)時(shí)段內(nèi)以淺層整體滑移為主（圖 11）。從時(shí)間上 看，滑坡總的變形速率有減小的趨勢(shì)。5結(jié)論與討論(1在千將坪大型順層巖質(zhì)滑坡所在的斜坡中，由構(gòu)造作用形成的順層剪切帶 構(gòu)成了對(duì)其穩(wěn)定性產(chǎn)生潛在威脅的最不利的構(gòu)造邊界條件，也是導(dǎo)致滑坡發(fā)生的主 導(dǎo)內(nèi)在控制因素。滑體沿襲順層剪切帶向下發(fā)生大

18、規(guī)?；瑒?dòng)，滑面產(chǎn)狀穩(wěn)定，主滑 方向指向140,在滑坡啟動(dòng)時(shí)，滑體曾向160方向作短距離滑移。三峽水庫(kù)蓄水 和強(qiáng)降雨可能是觸發(fā)滑坡發(fā)生的主要?jiǎng)右颉?2在樹坪、白家包和黃陽(yáng)畔滑坡的監(jiān)測(cè)中，大地形變測(cè)量、鉆孔測(cè)斜和伸縮 計(jì)等三種方法所得的結(jié)果具有較好的一致和對(duì)應(yīng)性。監(jiān)測(cè)結(jié)果表明，樹坪、白家包 和黃陽(yáng)畔滑坡均處于蠕動(dòng)變形狀態(tài)，變形速率有減小之趨勢(shì)，其中，黃陽(yáng)畔滑坡變 形相對(duì)較弱，樹坪和白家包滑坡以后緣部位最為明顯，二者均顯示后緣拉張、前緣 擠壓特點(diǎn)。(3鉆孔測(cè)斜雖然在滑坡的深部監(jiān)測(cè)中發(fā)揮了重要作用，但對(duì)于變形幅度較大 的滑坡而言，一旦鉆孔因變形而破壞，必將影響監(jiān)測(cè)質(zhì)量，甚至?xí)?dǎo)致此孔深部監(jiān) 測(cè)工作的終結(jié)。圖11黃陽(yáng)畔滑坡監(jiān)測(cè)設(shè)備部署圖參考文獻(xiàn).