應(yīng)汝萍,李思嘉
(中國(guó)電建集團(tuán)成都勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司,四川成都 610072)
爛田灣古滑坡體穩(wěn)定性分析及評(píng)價(jià)
應(yīng)汝萍,李思嘉
(中國(guó)電建集團(tuán)成都勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司,四川成都 610072)
爛田灣古滑坡體位于大渡河大崗山水庫(kù)庫(kù)尾段左岸,距大崗山水電站壩址27.5 km。古滑坡體是在長(zhǎng)期的重力作用下斜坡變形、巖體卸荷拉裂,在地震誘發(fā)時(shí)產(chǎn)生滑移—拉裂型破壞而形成。本文通過(guò)定性及定量分析,對(duì)爛田灣古滑坡體穩(wěn)定性進(jìn)行評(píng)價(jià)。
大崗山;爛田灣;古滑坡體;穩(wěn)定性
大崗山水電站壩址位于四川省大渡河中游雅安市石棉縣,電站樞紐主要由擋水建筑物、泄洪消能建筑物、引水發(fā)電建筑物等組成。擋水建筑物采用混凝土雙曲拱壩,最大壩高210.00 m,電站正常蓄水位1 130.00 m,電站裝機(jī)容量2 600 MW。
爛田灣滑坡體位于大渡河大崗山水庫(kù)庫(kù)尾段左岸,瀘定縣得妥鄉(xiāng)上游,距大崗山水電站壩址27.5 km。滑坡體平面呈掃帚形,上游側(cè)以1號(hào)沖溝為邊界,前緣臨大渡河,前緣高程約1 060 m,后緣高程1 390 m,長(zhǎng)約1 000 m,寬約600 m,最大厚度約220 m,體積約4 000萬(wàn)m3,屬于特大型古滑坡(見圖1)。
爛田灣滑坡體位于青藏高原東南緣向四川盆地過(guò)渡之川西南高山區(qū)中部,屬于揚(yáng)子地層區(qū),以巖漿巖和一套發(fā)育不全的元古界—中生界的沉積巖為特點(diǎn)。磨西斷裂距離爛田灣滑坡體最近約5 km。根據(jù)有關(guān)研究,磨西斷裂為全新世左旋走滑活動(dòng)性斷裂,其斷裂活動(dòng)性具有由北向南逐漸減弱的趨勢(shì)。大渡河斷裂帶中段的得妥斷裂緊鄰爛田灣滑坡體。根據(jù)研究,該斷裂帶成生歷史悠久,構(gòu)造演化過(guò)程復(fù)雜,主要地質(zhì)活動(dòng)期為中更新世及以前。爛田灣區(qū)域自1216年以來(lái),有歷史記載的最大地震為1786年6月1日康定、瀘定磨西間級(jí)地震,該次地震震中距離爛田灣滑坡體約25 km,影響烈度為Ⅷ,強(qiáng)烈地震活動(dòng)主要集中在鮮水河-磨西斷裂帶上,影響較大的潛在震源區(qū)是磨西—康定8級(jí)潛在震源區(qū)。爛田灣滑坡體一帶50年超越概率10%的地震動(dòng)峰值加速度為0. 2 g,相應(yīng)的地震基本烈度為Ⅷ度。
爛田灣滑坡位于大渡河左岸,得妥鄉(xiāng)上游,大渡河在滑坡體前緣有明顯轉(zhuǎn)折,由S2°W轉(zhuǎn)向?yàn)镾33° W,左岸為凹岸,河水位1 094.9 m。滑坡體長(zhǎng)約1 000 m,寬約600 m,面積約0.6 km2,厚度超過(guò)170 m,最大厚度約220 m,體積約4 000萬(wàn)m3,滑坡體分布在高程1 060~1 390 m之間,總體上呈“陡緩陡”臺(tái)階狀形態(tài),其中,前緣最低位于河水位以下,1 160~1 270 m之間坡度約50°;1 270~1 350 m高程為中部平臺(tái),坡度約5°~10°;1 350~1 390 m之間亦為緩坡,坡度約20°~30°,地表為崩坡積覆蓋。1 390~1 800 m高程后緣斜坡坡度35°~50°,局部60°~70°陡坎,基巖裸露,地形較緩處有崩坡積物分布。爛田灣滑坡體整體呈明顯的圈椅狀地形,上游側(cè)緊鄰一NWW向沖溝,下游側(cè)緊靠一近EW向山梁,坡面植被發(fā)育?;麦w前緣分布Ⅱ、Ⅲ級(jí)階地等沖洪積堆積物,Ⅰ級(jí)階地在得妥索橋下游可見,沿河可見河漫灘、心灘。
爛田灣一帶花崗巖與大崗山壩址區(qū)為同期侵入巖體,據(jù)大崗山勘察研究成果,澄江期花崗巖()因礦物結(jié)晶顆粒較粗大,以中粒結(jié)構(gòu)為主,淺表部巖體風(fēng)化較強(qiáng),并存在風(fēng)化蝕變現(xiàn)象,長(zhǎng)石類礦物蝕變后常呈高嶺土化,黑云母則風(fēng)化蝕變?yōu)榫G泥石、蛭石。推測(cè)滑坡體后緣1 400 m高程一帶強(qiáng)風(fēng)化水平深度約50 m,弱風(fēng)化水平深度約150 m。
爛田灣一帶花崗巖、砂頁(yè)巖賦存基巖裂隙水,第四系覆蓋層有孔隙潛水分布,接受大氣降水補(bǔ)給。鉆探揭示,1 270~1 350 m滑坡體中部緩坡地帶地下水位埋深約57~69 m;前緣得妥鄉(xiāng)一帶地下水位埋深約46 m,略高于大渡河水位?;鶐r裂隙水以泉的形式出露地表,補(bǔ)給第四系松散堆積層孔隙水或直接向大渡河隱伏排泄。在滑坡體后緣約1 520 m高程附近有泉水出露,其流量約34 L/s。
2.1 滑坡體特征
滑坡體堆積厚度大于170.2 m,根據(jù)地面調(diào)查、勘探揭示可劃分為含粉土角礫層、塊石層兩層:
(2)塊石層(delQ32)呈灰色,主要分布于滑坡體表層,厚度一般10~20 m,塊石約占90%,呈棱角狀,粒徑一般0.5~2 m,最大達(dá)12 m,成分主要為花崗巖;碎石小于10%。該層結(jié)構(gòu)松散,局部架空。
2.2 滑帶特征
根據(jù)地表調(diào)查及鉆探,爛田灣滑坡體未見有細(xì)粒土成帶發(fā)育,滑坡體以粒徑較大的碎礫石為主,厚度較大,表明爛田灣古滑坡體有一定的滑動(dòng)距離,目前所見的堆積體是高高程滑下來(lái)的,滑程較遠(yuǎn),可能在1 500 m以上的斜坡會(huì)有殘留滑帶。1 390 m高程以下的平臺(tái)及前緣陡坎均為滑坡堆積區(qū),不具備滑帶。
2.3 變形破壞特征
根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查,爛田灣滑坡體后緣及上下游側(cè)被后期的崩坡積物覆蓋,前緣被Ⅱ級(jí)階地等沖洪積物覆蓋,Ⅱ級(jí)階地保存完好,階面平坦,說(shuō)明自Ⅱ級(jí)階地形成以后,滑坡未發(fā)生明顯的變形破壞。目前,滑坡堆積區(qū)范圍內(nèi)未見新的變形現(xiàn)象。
2.4 成因機(jī)制
該滑坡發(fā)生與其所處復(fù)雜的構(gòu)造環(huán)境有密切關(guān)系。首先,滑坡體處在近南北向大渡河斷裂南段的東盤(下盤),白果灣組(T3bg)砂頁(yè)巖及大渡河斷裂帶巖石較軟弱,抗沖刷能力差,左岸為凹岸,遭受大渡河和磨西河的沖刷作用強(qiáng)烈,臨空條件較好;其次,花崗巖淺表風(fēng)化卸荷強(qiáng)烈,中傾坡外的裂隙發(fā)育,產(chǎn)狀為N18°~65°W/SW∠37°~58°,傾角略小于地形坡度,與其它結(jié)構(gòu)面組合,對(duì)邊坡穩(wěn)定不利;第三,爛田灣距離區(qū)域性活動(dòng)斷裂近,緊鄰大渡河斷裂,距離磨西斷裂最近約5 km,歷史地震活躍??梢?,在長(zhǎng)期的重力作用下斜坡變形、巖體卸荷拉裂,在地震誘發(fā)時(shí),形成滑移—拉裂型破壞。
3.1 定性分析
爛田灣古滑坡體形成于晚更新世,后緣及上下游側(cè)被后期的崩坡積物覆蓋,前緣被Ⅱ級(jí)階地等沖洪積物覆蓋,Ⅱ級(jí)階地保存完好,階面平坦,未見新的變形跡象,古滑坡體最低高程堆積于大渡河枯期河水位以下30 m,整體穩(wěn)定。
3.2 定量分析
(1)計(jì)算模型。根據(jù)各勘探剖面在滑體中的位置及其代表性,選取古滑坡體中部的I-I剖面作為計(jì)算模型(見圖2)。
圖2 爛田灣古滑坡體計(jì)算剖面示意
(2)計(jì)算采用荷載。計(jì)算考慮的荷載主要為滑坡體自重、地下水、大崗山庫(kù)水位變化產(chǎn)生的荷載及地震荷載。
①滑坡體自重:考慮天然狀況及暴雨過(guò)后滑體飽水兩種情況。
②地下水及大崗山水庫(kù)水位變化產(chǎn)生的荷載:地下水產(chǎn)生的荷載主要包括靜水壓力和動(dòng)水壓力;大崗山水庫(kù)建成蓄水后可能對(duì)滑坡體穩(wěn)定會(huì)產(chǎn)生一定影響,因此,計(jì)算時(shí)考慮水庫(kù)設(shè)計(jì)蓄水位1 130 m時(shí)的工況。
③地震荷載:地震系數(shù)采用0.2 g。
(3)工況組合。針對(duì)爛田灣古滑坡體的實(shí)際情況,擬采用6種工況對(duì)古滑坡體穩(wěn)定性進(jìn)行計(jì)算,包括:①天然狀況;②暴雨條件;③天然+地震;④暴雨+地震;⑤1 130 m水位;⑥1 130 m水位+地震。
(4)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)《水電水利工程邊坡設(shè)計(jì)規(guī)范》(DL/T5353—2006),考慮到爛田灣古滑坡體位于庫(kù)尾段,距大崗山水電站壩址27.5 km,距離得妥集鎮(zhèn)移民安置區(qū)較近,穩(wěn)定性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)按B類Ⅲ級(jí)邊坡,相應(yīng)的邊坡最小安全系數(shù)取下限值(見表1)
(5)計(jì)算成果。依照上述的計(jì)算方案及參數(shù)取值,采用STAB2008等程序?qū)€田灣滑坡體進(jìn)行穩(wěn)定性計(jì)算,計(jì)算結(jié)果見表2。
表1 爛田灣滑坡體穩(wěn)定性評(píng)價(jià)安全系數(shù)
P642.22
B
1003-9805(2015)04-0062-03
2015-08-15
應(yīng)汝萍(1963-),女,貴州修文縣人,高級(jí)工程師,從事水電工程地質(zhì)勘察工作。