魚潭庫區涼水井滑坡穩定分析

毛成鈞

（湖南省水利水電勘測設計研究總院 長沙市 410007）

魚潭庫區涼水井滑坡穩定分析

毛成鈞

（湖南省水利水電勘測設計研究總院 長沙市 410007）

魚潭水電站水庫蓄水運行過程中，庫區左岸茅崗村涼水井由于邊坡變形滑動導致地表開裂，分析其成因和穩定性，定性評價邊坡與水庫的關系，為電站下步工作提供地質依據。

水庫 滑坡 成因 穩定性

魚潭水電站位于澧水中游，該工程控制流域面積3 473 km2，設計正常蓄水位250 m，總庫容1.215億m3。自1997年水庫下閘蓄水，在長達7年多蓄水運行過程中，距壩2 km庫區左岸茅崗村涼水井由于邊坡變形滑動導致地表開裂，危及村民的居住安全。

1 地質環境條件

1.1 水文氣象

本區域屬于亞熱帶濕潤地區氣候，雨量充沛。多年平均降水量約1 600 mm，最大日降水量185.9 mm。多年平均氣溫16.8°C。

澧水為山區性河流，坡度大，匯流迅速。壩址以上流域位于鶴峰、五峰暴雨區內，大洪水均由暴雨形成，洪水陡漲陡落，峰高量小，一次洪水時間一般為（1～3）d，個別年份達6 d。年最大洪水發生時間一般為4～9月，個別年份出現在10月，6月份出現機會最多。

1.2 地質背景

庫區處于武陵山北西側的中低山峽谷區，山頂高程一般（500～1 000）m，相對高差（280～790）m。河谷狹窄，岸坡陡峻。

區域大地構造上位于新華夏系第三隆起帶——武陵山隆起帶之北東段。主要分為北東向構造、北北東向構造。

涼水井滑坡位于北北東向構造桑植復式向斜中的青安坪向斜的SE翼地帶。青安坪向斜由志留系至三迭系地層組成，核部出露三迭系大冶組灰巖夾泥巖。褶皺較開闊，軸向約15°，綿延20余公里。其NW翼巖層傾角20°～25°，SE翼為25°～35°，在庫區構成一完整的向斜盆地。

本區挽近構造運動跡象比較明顯，總的趨勢是以間歇性掀斜上升為主。地震基本烈度為Ⅵ度。

2 滑坡地質條件

本滑坡位于庫區左岸河流轉彎處。邊坡坡角20°～32°。山頂高程大于550 m，上、下游均有沖溝分布。滑坡體平面形態似園弧形，滑坡體前緣分布高程（260～290）m，前緣寬約380 m，剪出口高出設計正常蓄水位（250 m）約（5～13）m，后緣后緣高程約（380～ 400）m，高出設計正常蓄水位（75～140）m。滑坡體在高程337 m左右見有滑動形成的臺階。后緣陡壁不明顯，多因開墾農田導致原始形態被破壞。

滑坡體表部為含碎石粘土，厚（0.5～12）m，下部為灰巖塊石，局部夾黃色粘土，厚（10～15）m，底部滑帶厚（0.5～0.8）m，由巖塊、巖屑和黃色粘土組成，愈近滑面，泥化程度愈高。滑床為大冶組下段（T1d）薄層狀灰巖、白云質灰巖夾泥巖。巖層走向N25°～45° E，與邊坡走向近于一致，傾向NW，傾角24°～37°，順坡，傾角與庫岸坡角接近一致。滑床巖體中主要發育二組節理：①產狀：N56°～70°W，SW （NE）∠60°～ 85°，節理面較平直，延伸長5～7 m，與邊坡斜交；②產狀：N10°E，SE∠15°，延伸長（1～2）m，2條/m，該組節理與邊坡走向小角度相交。 平硐中觀察，滑坡體中巖石多具有原始層狀結構，但破碎，拉裂縫和架空現象發育。

滑坡面積約75 600 m2，鉆孔揭露滑坡鉛直厚度10～20 m，體積113.4×104m3，見圖1。 滑床縱剖面形態似座椅狀（圖2）。

圖1 滑坡地質平面圖

圖2 滑坡地質縱剖面

滑面上陡下緩，后緣40°～60°,中下部25°～32°，與巖層傾角基本一致， 為一淺部基巖順層滑坡。 另外，在高程450 m左右，表部殘坡積土層內出現一條拉裂縫，延伸長60余米，由NE向折向NW尖滅，裂縫寬（5～10）cm，下伏基巖未見拉裂跡象。

3 滑坡穩定性分析與評價

3.1 邊坡變形破壞表觀特征

滑坡變形破壞表觀特征表現在以下兩點：

（1） 本段岸坡坡腳一帶，在設計正常蓄水位250 m以下， 表部覆蓋層曾不同程度的出現坍塌和沿基巖面的滑動破壞， 方量一般在幾立方到數十立方之間。 表部覆蓋層滑動后，可見下伏基巖層面完整，無開裂變形跡象，并伸入庫水中。

（2）2003年6月，該地區普降暴雨，隨后發現分布在450 m高程左右的水田開裂、無水。從該稻田沿山坡向上游，均見有裂縫出現，裂縫長（150～250）m，寬（0.15～0.2）m。2004年6月暴雨過后，原裂縫進一步加劇，并有錯位現象，即裂縫外側下陷（1～3）cm不等。

3.2 變形破壞模式及其成因

涼水井滑坡為一規模較大的淺層古滑坡體。滑坡體表部為殘坡積含碎石粘土，中下部為灰巖塊石夾粘土，巖石多具有原始層狀結構，但架空、拉裂嚴重，多充填黃紅色次生泥，局部見巖層反向。滑帶由黃紅色粘土夾碎石組成，可～軟塑狀，粘粒含量為33%，滑帶附近滴水嚴重。就涼水井滑坡而言，其形成的主要原因有：

（1）前已述及，本區挽近構造運動總的趨勢是以間歇掀斜上升為主。因此，由于河谷下切和河流凹岸的側蝕作用，形成高達300 m以上的較陡岸坡。

（2）岸坡與巖層走向近于平行，巖層傾角24°～ 35°，傾向坡外，且與邊坡的傾角基本一致，形成了層狀同向結構巖質邊坡，對邊坡穩定極為不利。

（3）組成岸坡的三迭系下統大冶組下段（T1d）薄層狀灰巖、白云質灰巖中夾有較多的泥巖，又處于向斜的翼部，在構造擠壓和其他因素作用下，泥巖易形成軟弱夾層。這種軟弱夾層抗剪強度低，為邊坡順層滑動創造了條件。

（4）岸坡因前述多組節理裂隙切割，尤其是與邊坡走向平行和近與直交的節理切割，構成向河床臨空的不穩定巖體。

（5）由于風化、卸荷回彈、重力、地下水和降雨入滲等的長期作用，進一步促進了岸坡的滑移變形。

顯然，在上述內外因素作用下，岸坡巖土體沿泥巖軟弱夾層向河床臨空面產生蠕滑變形，隨著變形量的積累。最終導致滑坡發生。

3.3 穩定性分析與評價

涼水井滑坡公路以下臨庫水岸坡出現小規模的土質滑坡，體積小，多沿殘坡積與基巖接觸面下滑，對公路邊坡影響較小，現已處于穩定狀態。滑坡體以下岸坡基巖裸露，巖石完整，岸坡穩定性較好。

本滑坡屬古滑坡，為順層滑動破壞，但未發現有傾角小于邊坡角的軟弱夾層或結構面在水庫正常蓄水位以下的岸坡出露，因此滑坡屬基本穩定。從歷史上和近幾年發生的邊坡變形破壞現象看，邊坡局部穩定性較差，存在潛在不穩定因素，仍可危及到滑坡體上村民的生命財產安全，表現在：

（1）滑坡體中巖體破碎、架空。滑帶厚（0.5～0.8）m，由巖塊、巖屑和黃色粉質粘土組成。經初步計算，該滑坡體現狀條件下接近于極限平衡狀態。由于滑帶物質性狀差，抗剪強度低，盡管滑面剪出口高出設計正常蓄水位（250 m）約（5～13）m，水庫蓄水位對其沒有影響，但若邊界條件改變或超強降雨的不斷入滲，滑坡仍有復活的可能。即使滑坡復活，由于滑床較緩，不會產生高速滑動，以開裂變形為主，對滑坡體上的民房和農田有一定影響。

（2）涼水井滑坡后緣，因降暴雨導致450 m左右高程上的殘坡積土層拉裂，并產生微量位移。說明土層遇水軟化，而且在重力作用下出現塑性蠕變、流動，這是滑動變形的前兆。若持續降水滲入表層，土層與基巖面接觸帶抗剪強度進一步惡化，最終可發展成滑坡，對居住在標高（275～300）m上的村民生命財產安全構成威脅。

4 結語

涼水井滑坡屬基巖順層古滑坡，基本穩定，滑面剪出口高出水庫正常蓄水位（250 m）約（5～13）m，水庫對其不會產生影響。但若邊界條件改變或超強降雨的不斷入滲，滑坡仍有復活的可能。尤其是后緣殘坡積層可發展成滑坡，對居住在標高（275～300）m上的村民生命財產安全構成威脅。建議如下：

（1）避免人為對滑坡邊界條件的破壞。盡可能將滑坡體上的水田改為旱土，滑坡周邊修建排水溝，減少地表水入滲。

（2）加強觀測預報工作，確保村民生命財產安全。

[1]李海鷗.澧水魚潭水電站近壩庫區茅崗村庫岸段左岸邊坡工程地質勘察報告[R].長沙：湖南省水電勘測設計研究總院，2005.

[2]水利水電規劃設計院.水利水電工程地質手冊[M].北京：水利電力出版社，1985.

2017-01-11）

毛成鈞（1962-），男，湖南芷江人，大學本科，高級工程師，目前從事水利水電工程地質工作。