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我国是世界上地质灾害最严重的国家之一,滑坡作为一种最为常见的地质灾害类型,其稳定性分析与防治研究一直受到工程地质行业界的重点关注和研究。长江三峡自然条件和地质条件复杂,岩石破碎,切割陡深,地质环境十分脆弱,是地质灾害多发地区。广泛发育的地质灾害严重影响着库区人民生命财产的安全,并对当地的经济发展带来严重障碍。随着三峡工程的逐步完成,在三峡水库蓄水后,库区地质环境发生了重大变化,库区水位由80m左右逐步升高到175m,并将在145m与175m之间作周期性的变动,再加上降雨入渗等不利因素综合作用,对库区内的重大滑坡体的稳定性产生了较大影响。为此,国家已分两期先后投入一百多亿资金,对库区内的重大地质灾害体进行勘查与综合防治。本课题就是来源于三峡库区三期地质灾害防治工程应急抢险紧急实施项目。
本课题目的是在已有勘查资料的基础上,对三峡库区湖北省秭归县莲花沱滑坡的稳定性进行综合分析,并据此进行防治设计研究,最终确定合理可行的防治设计方案。通过对莲花沱滑坡的稳定性分析与防治研究,可以为三峡库区重大滑坡的防治积累宝贵的经验,为滑坡防治提供科学依据,对保障人民生命财产安全、实施可持续发展战略,具有非常重要的现实意义。
针对莲花沱滑坡的具体特征情况,开展系统的稳定性分析与防治研究,主要结论如下:
(1)莲花沱滑坡为一形成年代较为久远的多期次座滑形成的特大型岩土混合型滑坡,滑坡形态较为清晰,边界明显。滑坡主滑方向为NE50°滑体纵长1300-1500m,宽230-460m,面积56×104m2,滑体均厚25m左右,总体积约1400×104m3。
(2)根据滑坡的性状特征与近期变形主要特点分析,影响滑坡稳定性的因素可分为内在因素与外部因素两类。内在因素与滑坡区环境地质条件及自身特点有关,主要包括滑坡区的地质构造、地形地貌条件与滑坡物质结构条件以及坡体植被覆盖程度等;外在因素主要有库水位动态、大气降水及人类工程活动等。
(3)本文通过二维极限平衡法与三维数值模拟分析对莲花沱滑坡进行了稳定性定量计算,结合地质宏观分析结论如下:莲花沱滑坡目前处于整体基本稳定状态,但上部谭家坪一线安全裕度较低,在连续降雨情况下存在局部剪出变形破坏的可能,一般情况下近期变形仍以小范围的蠕滑拉裂与局部坍滑为主,库区水位抬升至175m,受不利因素的迭加影响存在产生大规模变形的可能。
(4)采用了类比图解法和Е·Γ·卡丘金计算法进行塌岸再造预测评价,结果表明:滑坡区内岸坡预测塌岸宽度一般在76.50-93.35m之间,总塌岸规模图解法约26.79×104m3,计算法约为26.83×104m3,表明库区蓄水至175m后莲花沱一带碎石土岸坡塌岸较为强烈。由于塌岸再造段为滑坡前缘阻滑段,如不进行防护将引起滑坡前部抗滑力降低导致整体稳定性产生明显下降。
(5)本滑坡防治方案的思路就应该在做好排水的基础上,既要考虑到整体与中上部局部抗滑,还要考虑到前缘库岸的防护,只有考虑全面了,才能保证防治方案的有效性。
(6)拟定的莲花沱滑坡整体治理方案包括抗滑支挡工程、护坡工程与地表排水工程。三部分工程相辅相成,其中抗滑支挡工程为治理方案的核心,护坡与地表排水工程是必要的辅助。做好库岸防护、防止产生大规模塌岸变形可以为抗滑桩前体提供足够的被动抗力,完善地表排水系统,可减少地表水入渗,减轻其对滑坡整体稳定性的不利影响。