金沙江白格滑坡殘留體失穩(wěn)堵江風(fēng)險分析

蔡耀軍，徐復(fù)興，朱 萌，李亞虎，高建華

(1.長江勘測規(guī)劃設(shè)計研究有限責(zé)任公司，湖北 武漢 430010；2.水利部長江勘測技術(shù)研究所，湖北 武漢 430011)

白格滑坡位于西藏自治區(qū)江達(dá)縣波羅鄉(xiāng)白格村金沙江右岸，于2018年10月10日、11月3日分別失穩(wěn)，形成兩次堰塞湖險情，給上下游影響區(qū)人民生命財產(chǎn)造成重大威脅和損失[1-4]。在白格岸坡長期蠕變及白格滑坡形成深達(dá)80～110 m的深槽臨空條件下，在滑源區(qū)兩側(cè)和后緣較大范圍內(nèi)地表裂縫十分發(fā)育且在持續(xù)變形，由這些裂縫所圈定的變形體稱為白格滑坡殘留體或殘留變形體。白格滑坡殘留體目前不時發(fā)生小規(guī)模的坍塌變形，存在再次發(fā)生大規(guī)?；潞投陆娘L(fēng)險[5-6]。

金沙江上游河段是中國重要的水電基地，白格滑坡下游連續(xù)分布有葉巴灘、拉哇、巴塘、蘇洼龍、旭龍等5座在建電站。水電站施工期間擋水圍堰抵御上游超標(biāo)準(zhǔn)洪水的能力較弱，若白格滑坡殘留體再次下滑堵江，由此引發(fā)的潰堰洪水將對下游在建電站構(gòu)成嚴(yán)重威脅[7-8]。為了防范災(zāi)情再次發(fā)生，四川省和西藏自治區(qū)分別在2019年汛前對白格左岸殘留堰塞體和右岸滑坡后緣變形體進(jìn)行了部分開挖減載，降低了滑坡殘留體再次下滑堵江對下游造成的風(fēng)險。國內(nèi)多家單位也對白格滑坡殘留體的穩(wěn)定性和再次下滑堵江的可能性進(jìn)行了數(shù)值模擬分析[9-12]和定量定性評價[13-15]，得到了大量有價值的分析成果。

白格滑坡區(qū)基本地質(zhì)條件、邊坡結(jié)構(gòu)、變形失穩(wěn)機(jī)制十分復(fù)雜[16-17]，所形成的堰塞湖災(zāi)害鏈造成的次生危害巨大[18-19]。受滑坡區(qū)自然地理地質(zhì)條件制約，白格滑坡區(qū)的勘測深度十分有限，對殘留體開展失穩(wěn)堵江分析難度較大[20-21]。

本文在對白格滑坡區(qū)開展精細(xì)地形測量、變形現(xiàn)象詳細(xì)調(diào)查、深部巖體結(jié)構(gòu)探測等現(xiàn)場工作的基礎(chǔ)上，分析了白格滑坡殘留體的體積、穩(wěn)定現(xiàn)狀、失穩(wěn)方式、失穩(wěn)組合；在考慮失穩(wěn)體的鏟刮效應(yīng)、運動軌跡、松方系數(shù)等基礎(chǔ)上，對變形體入江規(guī)模進(jìn)行了分析計算；根據(jù)當(dāng)前實測河谷地形數(shù)據(jù)，基于PFC3D軟件模擬和“10·10”“11·3”兩次白格堰塞體的形態(tài)特征，對不同失穩(wěn)規(guī)模的堰塞體堆積參數(shù)進(jìn)行了預(yù)測，取得了較為合理的結(jié)果，為該地區(qū)相關(guān)工程的風(fēng)險分析和防范處置提供依據(jù)。

1 白格滑坡區(qū)地質(zhì)條件

白格滑坡位于羌塘-昌都陸塊與松潘—甘孜造山帶西部碰撞結(jié)合帶之間，大地構(gòu)造位置屬區(qū)域性斷裂金沙江斷裂帶的金沙江西支斷裂（JF2）、金沙江主斷裂/東界斷裂（JF3/4）之間（圖1）。受區(qū)域斷裂活動的影響，次級斷層極為發(fā)育，根據(jù)現(xiàn)場地質(zhì)測繪及地球物理勘探資料，白格滑坡區(qū)發(fā)現(xiàn)f1～f7共計7條次級斷層（圖2）。近南北向展布的金沙江斷裂帶西支斷裂（JF2）、金沙江斷裂帶主干斷裂（JF3）為白格滑坡區(qū)控制性構(gòu)造，在區(qū)域斷裂右旋走滑作用影響下，滑坡區(qū)發(fā)育NWW向（f1、f2）及NEE向（f3～f6）兩組優(yōu)勢剪切面，并發(fā)展成f1～f6等派生性右行、左行剪滑斷層。

圖1 金沙江斷裂北段區(qū)域性斷裂分布示意圖Fig. 1 Schematic diagram of regional fault distribution in the northern section of the Jinshajiang fault

以上7條次級斷層中：f1斷層位于白格滑坡體北緣，斷層帶寬約7～13 m，未見斷層泥（圖3），斷面產(chǎn)狀為170°∠58°；北側(cè)斷層下盤為雄松群綠泥石片巖，南側(cè)斷層上盤為華里西期蛇紋巖。該斷層基本控制了白格滑坡上部的北側(cè)邊界。

圖3 f1斷層（白格滑坡北西側(cè)鄉(xiāng)道路邊）Fig. 3 Fault f1 (located on the road in the northwest of Baige landslide)

f3斷層位于白格滑坡體南緣，斷層面近直立，沿斷層帶發(fā)育構(gòu)造角礫巖及斷層泥（圖4），斷層帶寬約3～7 m，斷面產(chǎn)狀為350°∠81°。沿該斷層帶可見明顯溝槽狀負(fù)地形，基本控制了白格滑坡上部的南側(cè)邊界。

圖4 f3斷層（白格滑坡南側(cè)鄉(xiāng)道路邊）Fig. 4 Fault f3 (located on the road in the south of Baige landslide)

根據(jù)地球物理勘探資料（圖5），白格滑坡區(qū)的次級斷層破碎帶在高密度電法剖面中呈明顯的低阻帶，寬約6～50 m不等，局部可達(dá)70 m，斷層帶以斷層角礫巖、碎裂巖為主。

圖5 白格滑坡高密度電法剖面中斷層的低阻特征Fig. 5 Low-resistance characteristics of the faults in the high-density electrical method profiles of the Baige landslide

白格滑坡區(qū)出露地層主要有元古界雄松群變質(zhì)巖、華里西期蛇紋巖。其中，華里西期蛇紋巖（ψω4）屬金沙江蛇綠巖群的一部分，主要分布在白格滑坡后緣。巖體呈暗綠灰色，具鱗片變晶結(jié)構(gòu)、交代網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，呈斑雜狀-塊狀構(gòu)造，由蛇紋石、鐵質(zhì)及少量綠泥石組成，與周圍巖層呈斷層接觸關(guān)系，巖體較破碎，強(qiáng)度較低。元古界雄松群變質(zhì)巖在白格滑坡區(qū)出露巖性較復(fù)雜，有淺灰綠色白云母片巖和深灰色～深灰綠色長英質(zhì)云母片巖，另有灰黑色透閃透輝片巖、淺棕色方解石白云母片巖、灰黑色千枚巖呈薄夾層狀出露。滑坡區(qū)斷裂構(gòu)造發(fā)育有厚度不等的淺紅棕色長英質(zhì)碎裂巖。

白格滑坡區(qū)地下水貧乏，只在3 500 m高程處南側(cè)沖溝內(nèi)出露有一小泉點，其余均為局部上層滯水形成的散浸點，如滑坡后緣削方區(qū)第4級馬道（高程3 702.0 m）坡腳沿f4斷層出露的一處散浸水點（圖6），水量很小。

圖6 白格滑坡后緣削方區(qū)第4級馬道（高程3 702.0 m）散浸點Fig. 6 Scattering point of the four-level slope (elevation 3 702.0 m) in the Baige landslide

綜合白格滑坡發(fā)生后的滑槽形態(tài)、堰塞體物質(zhì)結(jié)構(gòu)及粒徑組成，白格滑坡屬于破碎風(fēng)化巖體遷就長大結(jié)構(gòu)面，以整體快速滑動入江的高位、高剪出口、高速滑坡?；缕矫嫘螒B(tài)呈圈椅狀，主滑體呈楔形，失穩(wěn)巖土側(cè)向受兩組相向結(jié)構(gòu)面控制，底界面剪斷風(fēng)化破碎巖體，沒有特定的結(jié)構(gòu)面，這也是右岸斜坡能持續(xù)變形數(shù)十年、累計位移量達(dá)到數(shù)十米才最終整體滑動的原因?！?0·10”滑坡破壞方式為推移式，滑動后滑坡后緣形成數(shù)十米的臨空面，為“11·3”滑坡變形提供了條件；后續(xù)變形體失穩(wěn)，受失穩(wěn)規(guī)模及運動路徑地形地貌因素的影響，將以碎屑流形式入江，失穩(wěn)巖體的解體擾動程度與“11·3”類似。

2 白格滑坡殘留體特征

2.1 殘留體分區(qū)及規(guī)模

白格滑坡殘留體分為后緣不穩(wěn)定區(qū)（K1）、下游側(cè)不穩(wěn)定區(qū)（K2）和上游側(cè)不穩(wěn)定區(qū)（K3）3個區(qū)。在K2、K3區(qū)外側(cè)，目前尚存在卸荷變形較輕微的潛在變形區(qū)。

對白格滑坡區(qū)長大裂縫（長度>10 m）進(jìn)行了實測，取得了39條長大裂隙的變形方向、力學(xué)特征等資料。根據(jù)殘留體裂縫分布情況、巖土體變形方向及岸坡地形條件，將各區(qū)進(jìn)一步細(xì)化為幾個亞區(qū)（如K1區(qū)的亞區(qū)編號為1-1、1-2等），其位置分布見圖7。

圖7 白格滑坡殘留體裂縫區(qū)分區(qū)示意圖Fig. 7 Schematic diagram of the zoning of the crack area of the residual body of Baige landslide

采用地震法、電法探測，揭示了殘留體深部斷層帶、破碎巖體的分布范圍。以殘留體深部的連續(xù)低阻軟弱界面作為潛在滑動面（圖8），得到各亞區(qū)的變形規(guī)模[22]，如表1所示。K1區(qū)南北向長約500 m，東西向最寬約150 m，總面積約69 900 m2，呈向前凸出的三角形塊體，總體積約159.3×104m3。K2區(qū)南北寬約270 m，東西向長約420～820 m，向斜坡下部順主滑區(qū)邊界延伸，總面積約159 500 m2，總體積約460×104m3。K3區(qū)呈東西順坡向的長條狀，縱向長約480 m，寬100～150 m，總面積約59 300 m2，總體積約142×104m3。

圖8 白格滑坡殘留體典型坡段高密度電法剖面Fig. 8 High-density electrical method profile of typical slope section of Baige landslide residue

表1 白格滑坡殘留體分區(qū)及規(guī)模統(tǒng)計Tab. 1 Statistical of zoning and scale of Baige landslide residue

2.2 殘留體變形破壞特征

K1、K2、K3這3個變形區(qū)的變形方式、機(jī)制較為復(fù)雜，從殘留體所處岸坡地質(zhì)結(jié)構(gòu)、目前的變形表現(xiàn)、物探深部探測結(jié)果來看，存在3種變形破壞形式：1）在2018年滑坡形成的凹槽周邊，由于存在50～80 m的高陡臨空條件，3個變形區(qū)的外側(cè)邊坡時常發(fā)生數(shù)方至數(shù)十方的小規(guī)模坍塌，特別是K2區(qū)東北側(cè)緣；2）2018年滑坡后，滑坡周邊產(chǎn)生大范圍的卸荷變形，根據(jù)滑坡凹槽規(guī)模及邊坡地形地質(zhì)條件分析計算推斷，其后緣影響寬度達(dá)150～200 m，側(cè)緣寬度達(dá)200～300 m，深度達(dá)50～80 m，變形自地面向下逐漸減小，沒有確切的底界面；3）在卸荷變形范圍內(nèi)，遷就長大側(cè)向結(jié)構(gòu)面和淺部軟弱巖體，構(gòu)成一定規(guī)模的潛在滑移變形體。

第1種變形失穩(wěn)的規(guī)模小，不會構(gòu)成堰塞湖威脅。第2種變形不會整體失穩(wěn)，變形發(fā)展到一定量級后，會以第1種和第3種變形方式分塊失穩(wěn)。第3種變形失穩(wěn)具有一定規(guī)模和突發(fā)性，是堰塞湖風(fēng)險評估關(guān)注的重點。

3 白格滑坡殘留體失穩(wěn)規(guī)模分析

白格滑坡殘留體的失穩(wěn)、運移、堆積過程十分復(fù)雜，殘留體失穩(wěn)入江規(guī)模不僅取決于其自身變形失穩(wěn)的規(guī)模，而且與失穩(wěn)軌跡密切相關(guān)。白格滑坡殘留體分布在滑坡后緣及兩側(cè)緣，各殘留體的主要變形方向、失穩(wěn)前緣高程、運移路徑等各有差異，失穩(wěn)運移過程中對滑槽中既有堆積物的裹挾鏟刮能力不一。“11·3”滑坡為白格滑坡的二次滑移，發(fā)生在第1次滑坡后緣形成的不穩(wěn)定區(qū)，其運移過程可以為本次分析提供參考。

3.1 殘留體穩(wěn)定性綜合評價

白格滑坡殘留體K1、K2、K3區(qū)內(nèi)不同亞區(qū)的變形模式、破壞特征、穩(wěn)定程度不一致，故對3個變形區(qū)的穩(wěn)定性進(jìn)行綜合評價，如表2所示。

表2 白格滑坡殘留體穩(wěn)定性綜合評價Tab. 2 Comprehensive evaluation for the stability of Baige landslide residue

3.2 殘留體失穩(wěn)工況分析

K1、K2、K3這3個變形區(qū)內(nèi)可能以整體滑移模式變形的亞區(qū)主要有2-1和3-1亞區(qū)，1-3、2-4亞區(qū)基本穩(wěn)定，其余亞區(qū)的破壞模式為局部漸進(jìn)式解體?？紤]到一些相鄰較近的區(qū)域變形會引起關(guān)聯(lián)反應(yīng)，白格滑坡殘留體可能的失穩(wěn)工況有以下幾種：

1）2-1亞區(qū)單獨失穩(wěn)：失穩(wěn)體積約115×104m3。

2）2-1亞區(qū)帶動1-4亞區(qū)一起失穩(wěn)：如果2-1亞區(qū)整體失穩(wěn)，對臨近的1-4亞區(qū)牽引作用較大，將帶動其一起失穩(wěn)，失穩(wěn)總體積約129×104m3。

3）3-1亞區(qū)帶動3-2亞區(qū)一起失穩(wěn)：如果3-1亞區(qū)整體失穩(wěn)，位于其主要運動方向下方的3-2亞區(qū)將會被牽動失穩(wěn)，失穩(wěn)總體積約142×104m3。

4）1-4、2-1、3-1、3-2這4個亞區(qū)同時失穩(wěn)：遭遇暴雨或強(qiáng)烈地震極端工況時，考慮穩(wěn)定性較差的4個亞區(qū)同時失穩(wěn)，失穩(wěn)總體積為271×104m3。由于1-1、2-2、2-3等亞區(qū)日常小規(guī)模坍塌頻繁，因此不考慮其與2-1、3-1亞區(qū)組合失穩(wěn)。

3.3 失穩(wěn)運動軌跡研究

變形體失穩(wěn)后，其運移軌跡將依據(jù)最小勢能原理，沿其運動方向上的主要溝槽運移。白格滑坡發(fā)生后，在坡體上形成了一個上寬下窄、上陡下緩的滑槽（圖9）。

圖9 白格滑坡滑槽形態(tài)示意圖Fig. 9 Schematic diagram of chute shape of Baige landslide

從圖9可以看出：1-4區(qū)前緣位置較高，變形方向與主滑槽基本一致，失穩(wěn)巖土體直接進(jìn)入滑槽；2-1區(qū)前緣臨空面較高，變形方向與主滑槽小角度相交，一旦失穩(wěn)將很快入槽并對槽內(nèi)巖土體產(chǎn)生較大的鏟刮；3-1區(qū)南側(cè)緣臨空面較高，但主滑方向是順坡向朝東，其一旦失穩(wěn)，大部分巖土體不會進(jìn)入主滑槽，將沿北側(cè)緣的一條沖溝入江。根據(jù)對K3區(qū)的失穩(wěn)運動軌跡進(jìn)行定性分析和數(shù)值模擬，認(rèn)為3-1區(qū)失穩(wěn)后約35%的巖土進(jìn)入主滑槽，65%的巖土將順坡下滑入江。

3.4 失穩(wěn)巖土體鏟刮能力研究

巖土運動過程中，將鏟刮沿途松散巖土，伴隨能量消耗，也會有部分巖土停積下來。定義運動過程中增加的巖土與失穩(wěn)巖土體積之比為裹挾系數(shù)。影響裹挾系數(shù)的因素主要有失穩(wěn)體積、剪出口高程、運動軌跡與主滑槽夾角，故裹挾系數(shù)難以準(zhǔn)確量化。

白格“11·3”滑坡體位于滑坡后緣，失穩(wěn)前緣高程3 570 m，失穩(wěn)方量約160×104m3。失穩(wěn)巖土體正對主滑槽，運移過程中鏟刮滑槽內(nèi)堆積物約90×104m3，最終入江堆積約260×104m3。按此推算，其失穩(wěn)方量與裹挾方量之比為1.00∶0.56，裹挾系數(shù)為0.56。

綜合考慮殘留體各區(qū)失穩(wěn)規(guī)模、剪出口高程和運動軌跡，1-4亞區(qū)失穩(wěn)裹挾系數(shù)取值0.56，2-1亞區(qū)取0.45，3-1亞區(qū)取0.35。

3.5 殘留體失穩(wěn)入江堆積規(guī)模分析

按各變形體的失穩(wěn)規(guī)模、裹挾能力、變形方向，推算不同失穩(wěn)工況下的入江規(guī)模：

1） 2-1亞區(qū)單獨失穩(wěn)：失穩(wěn)體積為115×104m3，考慮1.1的松方系數(shù)和0.45裹挾系數(shù)，入江堆積規(guī)模為183×104m3，堆積位置在主滑槽下方的新河道。

2） 2-1亞區(qū)帶動1-4區(qū)一起失穩(wěn)：失穩(wěn)總體積為129×104m3，考慮1.1的松方系數(shù)和2-1、1-4區(qū)不同的裹挾能力，入江堆積規(guī)模為209×104m3，堆積位置在主滑槽下方的新河道。

3） 3-1亞區(qū)帶動3-2亞區(qū)失穩(wěn)：3-1亞區(qū)130×104m3巖體首先失穩(wěn)，其中：45×104m3進(jìn)入主滑槽，鏟刮16×104m3松散土體一起沿滑槽進(jìn)入下方的新河道，考慮1.1的松方系數(shù)，入江堆積規(guī)模為67×104m3；另有85×104m3順坡向下滑動并牽動3-2亞區(qū)12×104m3的巖體，堆積于新流道上游河流彎道一帶，考慮1.1的松方系數(shù)，入江堆積體積為107×104m3，堆積范圍與下游側(cè)67×104m3基本不重疊，見圖10。

圖10 白格殘留體失穩(wěn)后入江堆積位置預(yù)測Fig. 10 Prediction of the accumulation position of Baige’s residual body in the river after its instability

4） 1-4、2-1、3-1、3-2這4個亞區(qū)同時失穩(wěn)：失穩(wěn)總體積為271×104m3，入江堆積規(guī)模為383×104m3，其中，276×104m3堆積于主滑槽下方河道，107×104m3堆積于主滑槽上游側(cè)河道轉(zhuǎn)彎一帶。

4 白格滑坡殘留體入江堆積參數(shù)預(yù)測

4.1 殘留體入江堆積數(shù)值模擬

4.1.1 模擬計算程序

白格滑坡殘留體失穩(wěn)入江采用離散元顆粒流軟件進(jìn)行模擬。PFC顆粒流軟件在模擬崩塌、碎屑流等災(zāi)害成災(zāi)過程時有很好的適應(yīng)性，并且可以監(jiān)測模型的能量、力鏈的變化，有助于分析崩塌、滑坡的變形機(jī)制[23]。

4.1.2 模擬參數(shù)的標(biāo)定

在建立滑坡模擬分析模型后，首先，確定滑坡物的容重與摩擦系數(shù)。根據(jù)滑坡區(qū)出露的幾種巖性，取滑坡物容重為25.0 kN/m3。摩擦系數(shù)根據(jù)“10·10”滑坡的堆積體形態(tài)（圖11）進(jìn)行反演得到。

圖11 白格滑坡滑移-堆積示意剖面Fig. 11 Schematic section of Baige landslide slip-accumulation

應(yīng)用PFC軟件建立的2維多面體顆粒流數(shù)值模型如圖12所示，模型包括“10·10”滑坡體。

圖12 白格“10·10”滑坡2維顆粒流數(shù)值模型Fig. 12 Two-dimensional polyhedral particle flow numerical model of Baige “10·10” landslide

對滑坡物質(zhì)賦以不同的摩擦系數(shù)，計算得到的堆積情況如圖13所示。經(jīng)過對比，發(fā)現(xiàn)摩擦系數(shù)為0.42時，堆積情況與實際較為相符。因此，取0.42作為通過2維標(biāo)定得到的滑坡物質(zhì)摩擦系數(shù)。

圖13 不同摩擦系數(shù)下白格“10·10”滑坡堆積情況Fig. 13 Accumulation of Baige “10·10” landslide under different friction coefficients

4.1.3 滑坡運動堆積數(shù)值模型建立

在PFC3D中建立滑坡區(qū)域3維模型，包括K1～K3這3個殘留體的各亞區(qū)（圖14），模型平面范圍為1 400 m×2 300 m，高程范圍自河床至山脊。主滑槽入江部位河床高程2 890 m，K3斜坡入江部位河床高程2 895～2 900 m。3維模擬采用與2維標(biāo)定一致的多面體顆粒，邊界條件未考慮河道水流條件，只考慮河道地形。

圖14 3維模型中的不穩(wěn)定區(qū)域分區(qū)Fig. 14 Unstable areas partition in 3D model

4.1.4 殘留體失穩(wěn)堵江模擬

采用PFC剛性多面體塊體技術(shù)，基于建立的3維滑坡地質(zhì)模型，開展殘留體各部位失穩(wěn)時崩塌—運動—堆積的全過程3維離散元數(shù)值模擬，模擬考慮如下失穩(wěn)工況：

工況1：K2區(qū)不穩(wěn)定體，即2-1、2-2、2-3同時失穩(wěn)；

工況2：K3區(qū)失穩(wěn)，即3-1與3-2同時失穩(wěn)；

工況3：2-1區(qū)和1-4區(qū)同時失穩(wěn)；

工況4：2-1、1-4、3-1、3-2同時失穩(wěn)。

數(shù)值模擬獲取各計算工況下殘留體失穩(wěn)后最大滑速、堵江長度、堵江高度、堆積形態(tài)等特征值見表3。1 130 60～70 500 30～40 2 920～2 930 2 922 2 142 80～90 800 20～30 2 910～2 920 2 909 3 129 60～70 500 25～35 2 915～2 925 2 918 4 271 80～90 900 40～50 2 930～2 940 2 928

表3 各工況堵江規(guī)模數(shù)值模擬成果Tab. 3 Simulation results of barrier body under various working conditions

4.2 以“10·10”和“11·3”堰塞體為參照模型的殘留體入江堆積參數(shù)分析

堰塞體的規(guī)模取決于滑坡規(guī)模、入江軌跡、河床地形、堆積形態(tài)等因素。采用2019年12月實測的河谷地形，以“10·10”和“11·3”兩次白格滑坡形成的堰塞體堆積形態(tài)為參照模型，分析殘留變形體下滑堵江后的堰塞堆積形態(tài)及高程。

4.2.1 河床地形特征

“11·3”堰塞體潰決后，形成的新河道頂寬200～230 m，水面寬100～130 m，兩側(cè)坡比1.0∶0.5～1.0∶1.0。2019年11月20日，實測堰塞體上游金沙江水位2 895.7 m，河道轉(zhuǎn)彎后水位降為2 890.8 m，下游順直河道水位高程2 890.0 m左右（圖15）。白格堰塞體一帶河道地形橫剖面見圖16。

圖15 白格堰塞體附近金沙江河道形態(tài)Fig. 15 Channel form of Jinsha River near Baige dam

圖16 白格堰塞體河道地形橫剖面示意圖Fig. 16 Schematic diagram of the topographic cross-section of the river at Baige barrier body

4.2.2 碎屑流出口寬度

根據(jù)對白格滑坡殘留體失穩(wěn)運動軌跡的分析，K1、K2區(qū)的失穩(wěn)巖土體將進(jìn)入白格滑坡中下部已經(jīng)成形的滑槽，運動軌跡基本與“11·3”滑坡類似。3維模擬顯示，變形體入江堆積有發(fā)散現(xiàn)象，在計算堆積高度時仍假設(shè)滑坡物質(zhì)全部沿主滑槽入江，這樣計算的堆積高度較實際可能偏大。

K3區(qū)的失穩(wěn)巖土體只有少部分進(jìn)入原滑槽內(nèi)，大部分將沿著滑坡北側(cè)斜坡坡面呈碎屑散體狀下滑入江。

對于沿原滑槽入江的失穩(wěn)巖土體，參照“11·3”堰塞體形態(tài)特征，擬定白格滑坡殘留體再次下滑堵江形成的堰塞體頂部順河方向長度與碎屑流出口同寬，為230 m。

對于K3區(qū)沿斜坡坡面入江的滑體，入江寬度考慮與滑體寬度相同。3-1區(qū)變形體寬100～150 m，取滑坡入江頂面寬度為150 m。

4.2.3 堰塞體橫河向及上下游坡比

根據(jù)“10·10”及“11·3”兩次白格堰塞體的橫河向形態(tài)特征和順河向形態(tài)特征（圖17）[24-25]，擬定白格滑坡變形體失穩(wěn)在新流道形成的堰塞體頂面在橫河方向為水平堆積，順河向上游坡比為1∶4、下游坡比為1∶5?？紤]到3-1及3-2主體入江堆積區(qū)江面更寬，以及湖水墊層效應(yīng)，上下游堆積坡比均按1∶5考慮。

圖17 “11·3”白格堰塞體順河向形態(tài)[24-25]Fig. 17 “11·3” Baige barrier body morphology along the river direction[24-25]

從3維模擬結(jié)果看，K1、K2區(qū)失穩(wěn)后的入江堆積體上下游坡比與上述假設(shè)基本一致，K3區(qū)失穩(wěn)后入江堆積體上下游坡比較上述假設(shè)更緩，因此采用這一坡比預(yù)測堆積形態(tài)有一定的安全裕度。

4.2.4 各工況計算邊界條件

按殘留體4種入江工況，河道地形采用2019年11月實測結(jié)果，各工況計算條件如表4所示。

表4 白格滑坡殘留體堵江計算邊界條件Tab. 4 Computational boundary conditions of river-blockage of the Baige landslide residue

4.2.5 堰塞體規(guī)模分析

采用3維地形模型，結(jié)合表4的邊界條件，對不同的失穩(wěn)規(guī)模進(jìn)行堰塞體堆積高度分析，各工況下堵江堰頂高程見表5。

表5 白格滑坡殘留體堵江堆積規(guī)模分析成果Tab. 5 Analysis results of river-blockage caused by Baige landslide residues

1）沿上游斜坡入江堆積：工況3和4存在沿白格滑坡凹槽上游斜坡入江堆積情況，最大堆積高度28.7 m，堆積高程2 923.7 m。

2）沿主滑槽入江堆積：工況1～4都存在沿主滑槽堵江情況，各工況的最大堆積高度為47.5 m，堆積高程為2 937.5 m，堆積體形態(tài)見圖18。

圖18 白格滑坡殘留體沿主滑槽入江最大堆積體形態(tài)Fig. 18 Largest barrier body derived from Baige landslide residue along the main chute

4.3 對比分析

對比表3與5可知：以“10·10”和“11·3”堰塞體為參照模型計算的堰塞體高度明顯大于3維數(shù)值模擬的計算結(jié)果，原因主要有2個：1）順江堆積長度，數(shù)值模擬結(jié)果顯示滑坡入江發(fā)散明顯，堆積長度大于參照模型計算時的假設(shè)；2）堆積地面形態(tài)，數(shù)值模擬顯示，K3區(qū)入江堆積體左高右低，K2區(qū)入江堆積體左低右高。更長的堆積長度和非水平的地面形態(tài)，致使模擬的堰塞體埡口高程相對較小。因此，參照“10·10”及“11·3”堰塞體計算的后續(xù)堰塞體高度有一定的安全裕度。

5 結(jié) 論

1）通過詳細(xì)的現(xiàn)場調(diào)查和勘測工作，進(jìn)一步厘清了白格滑坡K1、K2、K3這3個殘留體的規(guī)模。K1區(qū)體積為149×104m3，K2區(qū)體積為460×104m3，K3區(qū)體積約為142×104m3。

2）根據(jù)殘留體裂縫分布情況、巖土體變形方向及岸坡地形條件，將白格滑坡殘留體各區(qū)進(jìn)一步劃分亞區(qū)并進(jìn)行了穩(wěn)定性評價。K1區(qū)分4個亞區(qū)，1-1及1-2區(qū)為分塊解體失穩(wěn)模式，1-3區(qū)現(xiàn)狀基本穩(wěn)定，1-4區(qū)變形較快。K2區(qū)分為4個亞區(qū)，其中：2-1區(qū)具有整體失穩(wěn)可能，變形發(fā)展較快；2-2及2-3區(qū)規(guī)模小，為分塊解體失穩(wěn)模式；2-4區(qū)目前基本穩(wěn)定。K3區(qū)分為2個亞區(qū)，3-1區(qū)變形較快，滑坡特征明顯；3-2區(qū)為淺層分塊解體失穩(wěn)模式。

3）通過崩塌—運動—堆積的全過程3維離散元數(shù)值模擬，分析了殘留體的失穩(wěn)運動軌跡?；跉埩趔w失穩(wěn)鏟刮、松方系數(shù)、運動軌跡，評估了4種不同失穩(wěn)組合的入江規(guī)模。2-1區(qū)單獨失穩(wěn)，失穩(wěn)體積為115×104m3，入江堆積規(guī)模為183×104m3；2-1連同1-4區(qū)一起失穩(wěn)，失穩(wěn)總體積為129×104m3，入江堆積規(guī)模為209×104m3；3-1牽動3-2區(qū)一起失穩(wěn)，失穩(wěn)總體積為142×104m3，其中，沿白格滑槽入江堆積67×104m3，沿上游坡面入江規(guī)模為107×104m3；極端工況下，以上4個小區(qū)同時失穩(wěn)，失穩(wěn)總體積271×104m3，其中，沿白格滑槽入江堆積規(guī)模為276×104m3，沿上游坡面入江堆積規(guī)模為107×104m3。

4）對不同工況分別以“10·10”“11·3”堰塞體為參照模型和PFC3D軟件計算了堰塞體堆積高度及埡口高程，并進(jìn)行了對比分析，以“10·10”“11·3”堰塞體為參照模型的計算結(jié)果比3維模擬結(jié)果更偏于安全。白格滑坡殘留體沿主滑槽入江的最大堆積高度為47.5 m，堆積高程為2 937.5 m；沿白格滑坡上游斜坡入江的最大堆積高度為28.7 m，堆積高程為2 923.7 m。

5）白格滑坡殘留體變形尚在繼續(xù)發(fā)展，后期需加強(qiáng)監(jiān)測，關(guān)注殘留體內(nèi)裂縫擴(kuò)展變形與滑移變形速度。

中國青藏高原周緣高山峽谷區(qū)斷裂活動發(fā)育、卸荷作用強(qiáng)烈，類似白格滑坡堰塞湖的地質(zhì)災(zāi)害威脅是一個日益突出的現(xiàn)實問題，應(yīng)高度重視并加強(qiáng)對構(gòu)造破碎巖體在強(qiáng)卸荷變形條件下的滑坡-堰塞湖災(zāi)害鏈的發(fā)育過程及機(jī)理研究。