實例探析三峽庫區滑坡對錨地設計的影響

2019-09-20 06:44:52王海濱陳軒肖玉華

中華建設 2019年9期

王海濱陳軒肖玉華

隨著三峽樞紐蓄水，三峽庫區航道條件大大提高，帶動長江上游航運的快速發展，過閘貨運量和船舶數量快速增長，三峽船閘提前19年達到設計通過能力，大量船舶在庫區停泊待閘成為常態?；诖?，需要在現有近壩待閘錨地的基礎上向庫區上游水域擴展，建設一定規模的船舶待閘錨地。

一、項目前期工作情況

項目位于長江三峽庫區歸州水道右岸，由兩個區域組成，新建10個靠船錨泊點，每個錨泊點由2個系靠船墩組成。單座系靠船墩采用高樁墩臺結構，墩臺上部設置4根鋼筋混凝土立柱，墩臺下部采用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展選址區域的地質勘察與地災評估工作。通過地質調繪、地質鉆探、原位測試、室內試驗等手段對區域地質情況進行評價。

在地質鉆探過程中發現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。經現場調查及收集的資料分析表明，評估區內地質災害類型以滑坡為主，經統計，存在楚王井、蓮花沱I號、蓮花沱Ⅱ號和上石門共四處滑坡位于長江右岸錨地區域附近。工程區位置及滑坡體具體分布見圖1。

圖1 工程區位置及主要滑坡分布

二、區域工程地質條件

根據庫岸滑坡的特點及成因，對工程區的地形地貌、地層巖性、地質構造、水文地質條件進行簡要分析。

1.地形地貌

評估區地貌單元為長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，呈對稱型谷坡，水庫蓄水位145m～175m（資用吳淞高程，下同）之間兩岸多為裸露的風化巖，無植被；175m高程水庫淹沒線以上植被茂密。

2.地層巖性及構造

工程區出露地層，主要有侏羅系中統聶家山組（J2n）地層、侏羅系中統上沙溪廟組地層（J2s）、侏羅系中統下沙溪廟組地層（J2x）和侏羅系上統遂寧組地層（J3S）和第四系全新統殘（崩）坡積層及人工堆積物。其中，巖性以中至厚層砂巖、泥質粉砂巖為主，夾泥巖或互層，層狀結構，砂巖裂隙發育，泥巖易風化，巖質較軟，為軟硬相間結構。

3.水文地質條件

區域內地表水主要為長江及其支流吒溪河、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化帶中的孔隙水，主要賦存于基巖強風化帶的孔隙、裂隙中的孔隙～裂隙水及主要賦存在中等、微風化巖體中的裂隙水。地下水主要受大氣降水、岸坡居民生活排放廢水和江水、溪水補給，呈動態季節變化。

三、工程區域滑坡典型分析

考慮到蓮花沱滑坡Ⅰ號、Ⅱ號處于錨地兩處工程區域之間，距離上、下錨泊點較遠，張勤麗等在《三峽庫區秭歸縣蓮花沱Ⅰ號滑坡穩定性分析》中已對該滑坡進行詳細分析，此處僅針對楚王井滑坡和上石門滑坡進行典型分析。

1.滑坡特征

通過地質調繪和地質鉆探可知，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

2.滑坡成因

三峽庫區蓄水后，整個庫區的水作用構成和水作用方式都較蓄水前發生了根本性改變。由于庫水對庫岸滑坡的作用非常復雜，其水文地質、工程地質環境各不相同，庫水對其作用也不同。結合楚王井和上石門兩處滑坡特點，初步判斷如下：

（1）庫水對庫岸坡體的改造作用。三峽水庫運行主要依據《三峽(正常運行期) -葛洲壩水利樞紐梯級調度規程》進行調度，庫區水位在145 m～175m之間周期性波動。水位的升降使得位于庫水位變化消落帶上的坡體前緣巖體處于飽和狀態，巖體力學性質降低。受到庫水的沖刷、浪蝕和掏蝕作用，產生崩塌、塌滑等破壞變形，進而可能牽引后方邊坡變形，致使整體失穩。

（2）庫水對庫岸坡體巖土性質的影響。三峽水庫蓄水后使得部分滑坡坡體長期處于水的浸泡之下，水下巖土體基本處于飽和狀態，其物理化學性質受到很大影響。巖土體在庫水作用下可能發生軟化、泥化，可溶巖遇水發生潛蝕、溶蝕，對某些巖土體可能發生膨脹、崩解。這些可能導致庫岸坡體沿滑動面（潛在滑動面）發生變形破壞。

（3）庫水對庫岸坡體內地下水系統的作用。庫岸坡體內的地下水會隨著庫水位的上升（下降）而上升（下降），但坡體內地下水的升降與庫水位相比存在明顯的滯后現象。庫水位上升時，會對庫岸坡體產生托付力，降低坡體的抗滑力，進而影響整體穩定；庫水位下降時，由于庫水位下降較快，而地下水位的降低存在滯后，因此在坡體內將會形成較大的水力坡度，產生滲流，滲流不僅會帶走巖體中的微小顆粒、降低其力學強度，還會對坡體的穩定性造成不利影響。