会东县可河电站4号支洞滑坡成因及防治措施

杨彪山 李连新

(1.成都市地质环境监测站，四川 成都 610072;2.四川准达岩土工程有限责任公司，四川 成都 610072)

0 引言

可河电站位于凉山州会东县可河乡可河村境内，处于金沙江一级支流鯵鱼河。滑坡区位于左岸承压引水隧洞4号支洞出口下方，该滑坡曾于2006年1月初由于电站引水隧洞渗漏而诱发变形破坏，后缘下错达3 m～8 m，滑坡地表变形迹象明显，裂缝纵横，滑体解体严重，坡体上3户民房倒塌，30多亩耕地受到破坏[1]。因此，在野外详细调查、分析的基础上，确定滑坡边界、规模、特征，并据此分析滑坡的诱发因素，综合评价滑坡的稳定性，对电站的安全运营及保护坡体上居民生命财产安全具有重要的意义。

1 滑坡区地质环境概况

研究区属于中～高山深切峡谷地貌，滑坡地段为一折形斜坡，坡向近西，平均坡度30°～35°。后缘为宽缓带状平台，宽度约950 m，长度约310 m;以上为砂岩形成的陡壁，陡壁壁角55°～60°。斜坡上主要发育三条大的深切纵向冲沟，均为季节性流水沟，三条冲沟特征相似，沟谷呈“V”字形，较顺直，最大切割深度达18 m，一般切割深度3 m～8 m，冲沟水流梯度一般约20%～52%。斜坡后缘平台上有大片耕地，植被稀疏，滑坡前缘位于斜坡中部，坡面较陡，坡度大于30°，新近松散堆积物覆盖，斜坡中前部地形又渐缓，也改造有水田。

研究区内出露的基岩主要有侏罗系上统官沟组(J3g)紫红色、暗紫红色粉砂质泥岩夹钙质粉砂岩及少量泥灰岩、砂岩，局部地段夹黄色页岩;并出露有白垩系上统小坝组(K2x)以浅灰色、褐黄色长石石英砂岩为主，夹紫红色粉砂质泥岩。

研究区位于攀西裂谷中段(渡口段)以东，方家村向斜南西翼。区域构造格架以南北向构造为主，兼有北东、北西向构造，滑坡区北以踩马水断裂为界，西以铁匠村断裂为界，东以倮佐断裂为界。滑坡区内无区域性断裂通过，区内地质构造简单，总体为一单斜构造。

历史地震记载本区无中强地震发生，主要受外围强震波及影响。工作区地震基本烈度为7度，地震动反应谱特征周期为0.45 s，地震动峰值加速度为0.15g。

2 滑坡基本特征

2.1 滑坡边界、规模及形态特征

滑坡长213 m～375 m，宽926 m～981 m，厚37 m～75 m，滑坡方量约1 060万m3。滑坡体受3条冲沟切割，根据地貌形态分为Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ三个区。其中:

Ⅰ号滑体平面形态呈一“宽缓带状”，坡长213 m～241 m，宽约460 m，滑体一般厚37 m～53 m，估算规模约380万m3。主滑方向216°，与坡向相同，剪出口与后缘相对高差150 m左右。

Ⅱ号滑体平面形态呈“舌形”状，坡长约375 m，坡宽200 m～231 m，滑体一般厚度52 m～71 m，估算规模约350万m3。主滑方向为209°，剪出口与后缘相对高差190 m左右。

Ⅲ号滑体平面形状呈“舌形”，坡长222 m～327 m，宽266 m～290 m，滑体一般厚度55 m～75 m，估算规模约330万m3。主滑方向219°，剪出口与后缘相对高差170 m左右。

2.2 滑体物质组成及结构特征

据钻孔及地面调绘可知:三个滑坡体的物质组成均以块、碎石为主，含角砾粉质粘土次之。滑体物质在垂向上的变化特征为:从滑体上部到底部，粘粒含量由高变低，由含砾粘土→含块、碎石粘土→块、碎石土渐变过渡。滑体物质在平面上的变化特征为:前、后缘块石含量较高，土石比小，中部块、碎石含量相对较低，土石比大。

Ⅰ号滑体物质由含粉质粘土的块碎石组成，松散～稍密，稍湿。其中粉质粘土呈灰褐色，褐黄色，质粘，可塑。块、碎石成分主要为源于K2x的砂岩，块石粒径一般0.2 m～3 m，最大可达5 m，碎石粒径2 cm～20 cm不等，平面分布上具有后部块、碎石含量多，堆积成“锥形”坡体，中、前部碎块石含量少;垂向上滑体中上部，粉质粘土含量增大，达到30%～40%，并含10%～15%的碎石、角砾，下部以块石土为主，局部夹有碎石土透镜体。

Ⅱ号滑体主要由崩坡积的粘土夹块、碎石组成，松散～稍密，稍湿。其中粘土呈灰褐色、褐黄色，可塑，局部粉质重，块、碎石成分主要为源于K2x砂岩，碎石粒径在3 cm～10 cm之间，块石粒径0.3 m～2 m。

Ⅲ号滑体主要为崩坡积的块、碎石夹粉质粘土组成，松散～稍密，稍湿。其中粘土呈灰褐色、褐黄色，可塑，块石粒径一般0.2 m～3.5 m，最大可达5 m，碎石粒径2 cm～18 cm。

2.3 滑带物质组成及结构特征

滑带后缘段为可塑状的含角砾、碎石粉质粘土，多呈灰褐色、褐黄色，粉粘粒含量较大，细粒成分较多;中、前缘段粗粒块、碎石物质含量增大，细粒物质减少。滑带厚度一般为2 cm～5 cm，局部稍厚。通过地面调查，滑坡后缘均见3 m～8 m的错落滑动擦痕，为含角砾粘土，呈褐黄色，可塑状，含少量角砾，细粒成分含量较多。Ⅱ号滑坡前缘有次级小滑块，滑面呈波状，滑动擦痕明显，滑面物质为含碎石、角砾粉质粘土。

根据试验成果，滑带土天然快剪残余强度 C=4.9 kPa～10.8 kPa，φ =8.5°～ 21.5°，饱和快剪峰值强度 C=13.3 kPa～35.5 kPa，φ =9.1°～ 23.8°，饱和快剪残余强度 C=3.4 kPa～9.4 kPa，φ =6.2°～17.7°。

2.4 滑床物质组成及结构特征

据钻孔资料及地面调查分析，滑床面沿滑动方向上为折线形，后陡前缓，与地面坡形相近，横向上，北西较高，南东较低。滑床物质组成分布特点为:中部及后部均为强风化或中等风化的泥质岩，在后缘地形较陡处局部为砂岩，前部为块、碎石土。泥质岩具遇水易软化和失水易崩解特征，强风化埋深5 m～7 m，受节理、层面切割影响多呈碎块状，为相对隔水层。

3 滑坡变形迹象

堆积层沿斜坡后缘形成3 m～8 m高的错落带，滑壁角度55°～60°，滑坡平台形成大量裂缝。其中，Ⅰ号滑体裂缝发育，以横张裂缝为主，分布于滑体中前部，并形成数级次级错落坎，最前一段错落高度达到3 m;Ⅱ号滑体上裂缝发育相对较少，中、后部多以纵张裂缝为主，少量横张裂缝，前部横张裂缝发育;Ⅲ号滑体裂缝较发育，中后部以纵张裂缝居多，横张裂缝较少，中、前部横张裂缝发育，形成数级错落坎。各滑体解体倾向严重，滑坡前缘由于横张裂缝分布，缝前土体下错、滑塌较严重，在向主滑方向变形的同时，也在向两侧冲沟变形。经统计，滑坡横张裂缝延伸一般18 m～55 m，最长 198 m，裂缝宽一般 0.1 m～0.4 m，最宽达1.8 m，裂缝可见深度 0.5 m～2.1 m，最深达3 m，见图1，图2。

图1 后缘错落

图2 地表裂缝

根据变形迹象可以定性判断，滑坡目前处于欠稳定状态。

4 滑坡成因机制分析

根据现场调查分析可知，三向临空的地形条件、软硬相间的坡体结构、人为因素的扰动或影响是形成滑坡的主要因素，具体影响因素分述如下:

1)地形地貌条件。

滑坡区为一折线形斜坡地貌，斜坡顶部为基岩陡壁(壁角55°～60°)，斜坡上部地形较缓，坡度5°～15°，地表径流条件较差，斜坡中部地形较陡，坡度30°～35°，局部达55°，斜坡下部地形逐渐变缓。中部陡坡及斜坡两侧沟坡构成三面临空。较陡的坡度、三向临空的地形条件，为滑坡形成提供了有利的条件。

2)斜坡的物质组成。

斜坡堆积层为块、碎石土，渗透性强，有利于雨水下渗;下伏基岩为J3g泥质岩，遇水易软化，为相对隔水层。基覆界面之间成为地表水排泄和渗流的主要通道，在地表水的冲刷、软化等作用下，堆积层易沿基覆界面失稳形成滑坡。

3)可河电站引水影响。

滑坡后缘砂岩陡壁中有可河电站引水隧洞(洞身与滑坡后缘边界高差约50 m，二者平面距离约80 m)，其承压渗水沿岩体节理裂隙注入滑坡体，补给堆积层地下水，不仅使土体自重增加，更严重的是当水力下渗至软弱结构面后，降低软弱面抗剪强度。此外位于滑坡上方的4号支洞，开挖弃渣直接堆筑于滑坡后缘，增加滑坡主滑段自重。

4)人为因素。

坡体上有水田耕地，由于开耕灌溉，使灌溉水下渗补给滑坡体地下水，增加坡体容重，加之喇叭村一带村民常将滑坡后缘边界以上水渠截流并使流水通过滑坡体，无序的引水下渗也对滑坡稳定性造成一定影响。

综上所述，滑坡在不利的自然地形、斜坡物质存在的软弱结构面(岩土界面)和地表松散土层的地质因素控制作用下，由于滑坡后部人为的弃土加载，在可河电站引水隧道渗漏诱发下发生了变形破坏。根据滑坡变形机制的分析，该滑坡为巨厚层推移式土质滑坡[2-5]。

5 防治对策

针对滑坡的诱发因素，提出有针对性的防治方案建议:

1)电站引水隧道防渗工程。

导致本次滑坡发生的主要诱发因素为可河电站引水隧道渗水，因此，对滑坡进行整治的前提条件是对引水隧道进行防渗处理，保证在电站今后正常发电条件下无渗漏情况发生，否则，任意有效的防护措施都不可能保证滑坡不再继续变形破坏，甚至演变成更大规模的滑坡。

2)地表截水沟。

建立和完善地表排水系统，迅速排除地表径流，避免积水，减少地表水下渗对提高滑坡体的稳定性有积极意义。滑坡后缘及其后部山体汇水面积非常大，在降雨条件下，大量的雨水汇入滑坡体内，导致坡体重度增大，降低土体抗剪强度指标并形成动水压力，对边坡稳定极为不利。为此，在滑坡后缘，基岩与土体界面处设置截水沟，截水沟采用M7.5浆砌片石砌筑[6]。

3)冲沟整治工程。

对滑坡体上已经形成的4条天然冲沟进行整治，沟渠采用M7.5浆砌片石砌筑，对沟壁护坡，在坡度较陡的位置设置急流槽后跌水，并与滑坡后缘截水沟平顺连接，将截水沟及部分坡体地表水通过整治后的冲沟直接排入鲹鱼河。

4)地表裂缝及坡面清理。

在滑坡后缘及中部形成了大量的张拉裂缝和放射状裂缝，非常利于地表水的入渗，为此，必须对这些裂缝进行填筑、夯实处理。同时，在滑坡前缘坡面凌乱，表层剥蚀还在进行中，因此，应对坡面进行清理，将松动的岩石或小型崩塌体进行清理，使坡面平顺。

5)防冲刷挡水墙工程。

鲹鱼河为季节性河流，平时流量并不大，但在暴雨季节，其冲蚀能力非常强，必须引起高度重视。虽然目前滑坡体下部是稳定的，但在河水不断掏蚀的情况下，可能导致坡体失稳，造成更大的灾害。为此，建议沿鲹鱼河河岸，滑坡体一侧设置防冲挡水墙。挡水墙高度5.0 m，其中基础埋深深度不小于1.5 m，并应大于冲刷深度，采用M7.5浆砌片石砌筑。

6 结语

本文在野外详细调查和室内试验的基础上，确定了滑坡边界、规模和分区，分析了滑坡的结构特征和物质组成，对滑坡的变形迹象展开了详细的调查，进而分析了滑坡的形成条件及成因机制，得出了地形、坡体结构、电站引水渗流压力影响为滑坡形成主要条件的结论，并据此提出了针对性的防治工程措施。防治工程采取以排水为主、结构为辅的治理思路，引水隧洞防渗工程、地表排水、裂缝填筑、坡面清理、设置沿河防冲墙工程等综合处置措施。

[1] 匡永宏.会东县可河乡可河电站4号支洞滑坡应急抢险工程工程地质勘察报告[R].2006.

[2] 王国强，吴道祥，刘 洋，等.巢湖凤凰山滑坡形成机制和稳定性分析[J].岩土工程学报，2002，24(5):645-648.

[3] 谭昌明，张远明.四川广元市区周家坡滑坡形成机制及稳定性评价[J].中国地质灾害与防治学报，2006，17(4):25-28.

[4] 常士骠，张苏民.工程地质手册[M].第4版.北京:中国建筑工业出版社，2006.

[5] 张倬元，王士天，王兰生.工程地质分析原理[M].北京:地质出版社，1994.

[6] 赵健壮.会东县可河乡可河电站4号支洞滑坡应急抢险工程初步阶段设计报告[R].2006.

[7] 刘尧江.晋城王坡煤矿某滑坡成因分析及稳定性评价[J].山西建筑，2011，37(5):61-62.