三峽庫區巴東縣巖灣橋滑坡成因機制及穩定性分析★

左桂四 張勁松 晏紹禮

(中南勘察基礎工程有限公司，湖北 武漢 430081)

1 概述

三峽庫區自然地質條件復雜，加之暴雨、洪水頻繁，是我國滑坡災害的多發區和重災區[1,2]。其中，巴東縣城由于受到多處滑坡的影響，如黃土坡滑坡[3,4]、黃蠟石滑坡[5]等，歷史上經歷了多次搬遷及相關的工程治理[6]。因此，分析該區域內的滑坡穩定性一直是庫區防災減災的工作重點問題。庫水位波動和降雨是庫區滑坡最主要的影響因素[7,8]，前人對此已經進行了較多研究，如在影響因素的作用機理[9]、單個因素對滑坡的影響程度[10]及兩種因素的聯合作用[11]等方面都取得了豐富的研究成果。然而，過多的注重于多因素的聯合影響，忽視了單一因素的作用。同時，現有研究多以大型滑坡為例，鮮有對小型、普通滑坡的分析，這對于庫區后續的滑坡災害防治是不利的。因此，本文選取了巖灣橋滑坡作為研究案例，它位于滑坡災害頻發的巴東城區，體積雖然小于黃土坡滑坡等大型滑坡，但由于居民很多，因此非常有必要進行其穩定性分析。由于該滑坡屬于土質滑坡，降雨對穩定性的影響更為顯著，因此，本文僅選取降雨因素作為變量，通過傳遞系數法計算不同工況下的滑坡穩定性系數，從而進行滑坡的穩定性評價，旨在為庫區滑坡災害的防治工作提供合理依據。

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2 滑坡概況

巖灣橋滑坡位于巴東縣長江右岸信陵鎮，前緣緊靠長江，高程182 m，后緣高程250 m，坡度20°～35°；滑坡寬度約130 m，縱長160 m，面積約2×104m2，體積約22.6×104m3，屬典型的中型土質滑坡。滑體物質主要由殘坡積物及少量人工堆積物組成，包括了大量的碎石土及部分塊石土(見圖1)。地表局部為耕土、雜填土。下伏基巖為巴東組第三段(T2b3)泥質灰巖，產狀為351°～15°∠20°～30°。滑坡沿巖土交界面產生滑移變形，滑面傾向NW～NWW，滑帶厚度一般0.20 m～0.50 m，少部分厚度達1.0 m。滑帶土性不一，有含礫粉質粘土、含泥角礫土、含泥碎石土。具有如下特點：粉質粘土，飽和，以可塑狀為主，具擠壓揉皺痕跡，遇水后易軟化及泥化；角礫和碎石的磨圓度較好，形如橢圓的卵石、圓礫，表面具有磨光性、油脂光澤和擦痕，定向排列(見圖2)。

3 滑坡變形特征及成因機制

3.1 滑坡變形特征

根據近年的滑坡調查，可發現滑坡的變形較為明顯(見圖3)。主要體現在滑體后部眾多建構筑物出現開裂，裂縫或陡立或以大致45°傾向北西，裂縫寬度為幾厘米。后緣公路地表拉裂沉降，形成長達130 m～140 m、略具弧形且與滑坡縱軸線近于正交、寬數毫米至3厘米的裂縫。公路南側交通賓館的漿砌片石擋墻也產生了裂縫，呈階梯狀，傾向約305°，傾角大體45°，縫寬1 mm～3 mm。前緣四道溝剪出口及基巖滑床明顯可見，伴有泉水流出。同時，部分土體曾因連日暴雨滑動，造成滑坡前緣地面及巴東縣排污泵站擋土墻開裂，城區排污溝破壞，排污管道拉裂滲漏。

3.2 滑坡成因機制分析

中更新世晚期至末期，鄂西地區大面積隆升，長江急劇下切，在臨近現代長江一線形成高陡臨空面。同期，暴露地表的T2b3泥質灰巖等軟質巖形成緩坡谷地，灰巖、白云巖等硬質巖層形成陡壁。

該詞常用作為調侃自嘲自己要倒霉了、很衰的意思。《涼涼》原本是電視劇《三生三世十里桃花》片尾曲。“一首涼涼送給某某”源自于有些網絡主播在直播玩游戲失敗時，觀眾就會在彈幕上刷“一首涼涼送給主播”，從而走紅網絡。

綜上所述，巖灣橋滑坡變形破壞方式為：雨水下滲在增加土體重量的同時，更使土體飽和軟化，使土體與基巖之間或碎塊石土之間的粘性土抗剪強度降低，產生順基巖面或滑帶向下的蠕動變形，如遇連日暴雨，誘發顯著變形甚至滑動。

當立體倉庫本身結構穩定性較好，存儲貨物質量適中，且生產物流對立體倉庫的存儲效率要求較高時，可采用存儲效率優先原則占主導的復合貨位優先級，即在符合存儲效率優先原則的前提下，出庫時間相等的貨位根據其所在貨架中的行數，按照結構穩定性原則設定優先級，圖2c所示為存儲效率優先原則占主導的復合貨位優先級示例圖。

本文采用“傳遞系數法”進行滑坡穩定系數(K)計算。巖灣橋滑坡為不涉水滑坡，不涉及水庫運行工況的組合，僅涉及暴雨及地表荷載工況的組合，巖灣橋滑坡的防治工程等級為Ⅱ級，根據湖北省相應的勘察技術要求，其設計暴雨強度重現期為20年。本滑坡地表荷載按建筑物和公路分別取值，建筑物按15 kN/(層·m2)計取，公路10 kN/m2計取。同時，由于滑坡區的地震烈度為6度，不考慮地震荷載。根據巴東縣氣象資料，自1954年至1992年的38年間，滑坡區5月至9月間日最大降雨量為193.3 mm，三日最大降雨量達500 mm，參考這一數值等比例折減為170 mm/d，以此作為滑坡區汛期20年一遇5日平均降雨量。

在各種軟弱結構面、垂直層面裂隙、斜切陡壁裂隙及巖石風化剝蝕的共同作用下，長江強烈深切使陡壁巖石不斷的破碎崩塌堆積，在長期崩塌搬運作用下，形成了目前的松散崩坡積斜坡現狀。

4 滑坡穩定性分析

4.1 計算參數選取

據勘察取樣室內試驗，結合工程地質類比分析，利用滑坡4號剖面的穩定現狀進行的反演，綜合確定巖灣橋滑坡的各項參數，見表1。

據鉆孔、淺井揭露及沖溝剖面調查，殘坡積物在垂向上顆粒有一定的分選性，接近基巖0.1 m～0.5 m粘性土成分含量一般較多，之上為碎石、塊石土，碎塊石土中局部也存在粘性土含量較高或為夾層的情況。粘性土中含有較高的親水粘土礦物，遇水易膨脹。由于大氣降雨長期下滲搬運，大部分細顆粒粘土被搬運到山坡中下部，使坡體碎石土中的空隙被充填。粘性土含量較大，降低了土層的滲透性，雨水下滲遇阻在一段時期內于該帶相對富集，使粘性土飽和軟化，降低土體的抗剪強度。如遇長時暴雨，下滲的雨水快速飽和土體，除了增大坡體重量外，土體的抗剪強度也會顯著降低，從而誘發滑坡的產生。

表1 穩定性計算參數

4.2 計算方法及工況

滑體前沿臨四道溝，沖溝切割至滑床，另外前沿切坡修路、建房，這些致使滑體前緣臨空，減小甚至失去支擋力，產生新的應力場。巴東縣是一個山城，建設用地非常緊缺，加之城鎮布局欠合理，絕大部分建筑物集中分布在斜坡體中～上部，給滑坡體增加荷載。滑坡前緣臨空，中后部加載，也加速滑坡體的變形。

4.3 計算結果及分析

根據上述內容提供的計算方法、參數和工況，得到所有情況下巖灣橋滑坡的穩定性計算結果，如表2所示。

表2 各工況下滑坡穩定性結果

由上述的滑坡定性分析和穩定性計算可發現：1)滑坡在工況一狀態下穩定系數為1.120～1.129，滑坡整體基本穩定。2)滑坡在工況二狀態下穩定系數為0.974～1.050，滑坡穩定系數下降較大，其中北部2—2′剖面小于1.00，中部主剖面1—1′為1.032，南部3—3′剖面為1.056。因而滑坡北部處于不穩定狀態，中部和南部處于欠穩定狀態。兩種不同工況條件下的試算表明：巖灣橋滑坡目前處于基本穩定狀態。滑坡對暴雨較敏感，當出現長時間的連續暴雨時，其安全系數將明顯下降，滑坡北部可能失穩，中部南部將產生變形。總之，巖灣橋滑坡的穩定系數與抗滑穩定安全系數存在距離，無論哪種工況組合，其安全儲備都不足，對其進行治理勢在必行。

3.3 生產模式的效率問題 由于受到技術、材料限制，3D打印相對傳統假肢矯形器制作過程效率偏低。很多情況下，3D打印暫時還無法獨立完成假肢矯形器制作，需要傳統工藝過程進行補充，導致效率偏低。比如，3D打印制作小腿假肢，掃描打印出整體結構以后，還需要通過傳統石膏取模修模方式制作內襯套，整體所需時間比傳統裝配時間有所增加。

5 結論及建議

1)巖灣橋滑坡是中層中型土質滑坡，由碎塊石土組成滑體，主要以巖土界面粘性土及含泥碎石(或角礫)為滑帶，巴東組第三段泥灰巖為滑床。滑坡的破壞機制屬于蠕滑拉裂模式，雨水下滲在增加土體重量的同時，更使土體與基巖之間或碎塊石土之間的粘性土抗剪強度降低，產生順基巖面或滑帶向下的蠕動變形。如遇連日暴雨，誘發顯著變形甚至滑動。2)滑坡目前整體上處于基本穩定狀態，但無論哪種工況組合，滑坡的安全儲備都不足，尤其遭遇暴雨時為不利，在工況條件下滑坡可能變形失穩，因此必須對其進行治理。3)建議對主滑坡和次級滑坡均采用抗滑樁進行治理，同時，在滑坡治理施工期間前后，對該滑坡建立動態監測工作。