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1、清平水库瓦窑堡滑坡稳定性分析摘要： 瓦窑堡滑坡是位于坝址上游左岸的一大型古滑坡，水库蓄水后的滑坡稳定性评价是水库区重大工程地质问题。笔者根据大量的勘察试验资料，分析了滑坡的成因和形成机制，用反演进行滑坡稳定分析评价。关键词： 滑坡 抗剪强度 稳定性1、 引言瓦窑堡滑坡是位于清平水库坝址上游1.4km左岸的大型滑坡，水库蓄水后该滑坡的稳定性是近坝库岸的主要工程地质问题。分析滑坡的工程地质条件，针对滑坡形成机制，采用反演进行稳定性评价，是对古滑坡稳定性评价较适用的方法。2、 滑坡基本特征和工程地质条件瓦窑堡滑坡位于枇杷岩坝址上游约1.4km的左岸坡，地面高程8841155m。据地表地质测绘，滑坡体
2、长约450m，宽290450m，厚3065m，体积约364104m3。滑坡体平面上呈“板斧”形，两侧以冲沟为界，下游侧缘冲沟切割至滑坡床基岩，沟深310m，沿滑面无地下水点出露（详见图1）。滑坡后缘地形坡度3045，并见张开515cm的拉裂缝；中部地形平缓，坡度1230，呈阶梯形；前缘剪切口明显，与河床砂卵石（Q42al）接触。滑坡体总体地形坡向N6070W。滑坡区出露的地层主要有：二叠系上统长兴组（P2c）,中厚层灰岩，下部常夹炭质页岩；龙潭组（P2l）,上部为炭质页岩夹煤层，下部为厚3.46.5m的粘土岩；二叠系上统矛口组（P1m），为中厚层灰岩夹泥质灰岩；地表分布第四系坡积层（Q4dl）
3、。滑坡地段在构造上位于照壁山倒转向斜核部附近，有近南北向断裂之瓦窑堡断裂（F5）从滑坡后缘一带通过。瓦窑堡断裂，走向北东，倾向北西，倾角54左右，延伸约24km，上、下盘均为灰岩，滑坡一带下盘为龙潭组之炭质页岩。断层破碎带一般1040cm，由断层角砾、挤压破碎透镜体等组成。勘探资料表明，组成滑坡体的物质主要有：上部为第四系坡积层之块碎石夹粘土，厚210m，在瓦ZK2内侧地段，块碎石夹粘土层之下有一粘土层，厚018m，横向展布约180m，纵向展布约130m；坡积层之下为由灰岩组成的假基岩，厚1542m。假基岩在滑坡体后缘段产状为N24E/NW25；中段为N2155E/NW4654；前缘为N910
4、E/SE910，并见有明显的反倾特征。滑坡床为矛口组灰岩，产状为N2153E/NW4654，钻孔岩心中，在近滑床附近局部可见擦痕和镜面。滑动带土厚1.72.2m，组成滑动带的物质中，上部为粘土夹碎石，粘土为棕黄色，呈可塑状，粘粒含量4050%；下部以块碎石夹粘土为主，块碎石呈棱角状次棱角状，个别碎石已见磨圆，有明显擦痕。根据滑坡体组成物质、结构及钻孔资料显示，滑坡体物质透水性好，滑坡体内地下水贫乏，稳定地下水位高程825831m，位于滑坡床以下基岩中。3、 滑坡的成因及形成机制分析瓦窑堡滑坡处于照壁山倒转向斜核部附近，岩体中裂隙发育，主要裂隙有：（1）N56E/SE14; （2）N24W/NE
5、55；（3）N3246E/SE7278。坡前为绵远河经过，由于河流侧向掏蚀冲刷，有利于边坡临空面的形成。滑坡的形成正是与其所处的地形、地貌、地层岩性及地质构造密切相关。滑坡体后岸坡为瓦窑堡断层切割，断层走向平行于岸坡，并倾向坡外，倾角4455。岩层在裂隙切割下，特别是N56E/SE14这一组缓倾角裂隙与其它裂隙和岩层面之间易形成不利组合，并在受到断层影响，边坡岩体在长期自重应力作用下，沿瓦窑堡断层破碎带附近产生一系列拉裂面，从而产生蠕变卸荷作用，同时也为地表水沿拉裂面下渗提供了有利条件，地下水沿岩石层面或穿过裂隙空隙向绵远河排泄，这样长期在地下水作用下，使裂隙间的娇合力进一步降低，从而降低边坡
6、岩体的抗剪强度，加速了边坡岩体的变形。 而在1934年8月连续7 天特大暴雨的情况下，地表水沿断层破碎带及拉张裂隙快速渗入，并来不及排泄于河床，在孔隙水压力和动水压力的共同推动下，边坡岩体向临空面滑移，从而形成了较大规模的滑动，并一度曾堵断绵远河。纵上述，瓦窑堡滑坡是在上述特定的地质条件下，由于诸方面的综合作用下，在由蠕变拉裂岩体压碎变形破裂面扩张贯通滑移的机制下形成的。4、稳定性验算及评价41 计算边界条件及参数的确定4.1.1 按滑动面基本呈折线型的特点，选用“分段推力传递法”进行稳定性验算；根据瓦窑堡滑坡的地貌特征及滑体的结构特征，选择具代表主滑方向的破面（瓦）为计算破面，其计算公式如下
7、，计算块段划分详见图1。计算公式：Pi=Kc(WiSini+QiConi+WiKHConi)(WiConiUiSeciQiSiniWiKHSini)tgi+CiLi+Pi-1i 式中： Pi第i块段剩余下滑力； Wi第i块段滑体重量； Qi条块间孔隙水压力； KH地震系数； Ci第i块段滑面凝聚力； Li第i块段滑面长度； Pi-1第I-1块段剩余下滑力； i第i块段滑面坡角； Ui滑面上孔隙水压力； i传力系数，i=Cos(i-1-i)Sin(i-1-i) tgi ； tgi第i块段滑面内摩擦系数； Kc滑坡推力安全系数，极限平衡时Kc=1.0 ；4.1.2 因滑坡两侧缘冲沟已切割至滑床基岩
8、，故可不考滤侧向摩擦阻力；4.1.3 考虑到滑坡体天然地下水位在滑动面以下基岩内，因此天然状态下滑块重量计算时用各岩层的天然容重；在水库蓄水位909.5m时，滑坡体部份被水淹没时，水位线以上仍用天然容重，蓄水位以下用浮容重；在水库放水至死水位887.0m时，正常蓄水位以上用天然容重；死水位至正常蓄水位之间部分用饱和容重，死水位以下用浮容重。4.1.4 由于该滑坡为已经形成多年的古滑坡，因此采用反算法求得滑面抗剪强度=20，C=0.045Mpa。再根据滑动面物质组成特征，结合工程类比，并考路水库蓄水后在水的侵润作用下滑带土有被软化，其强度降低的可能，故按反算值折减0.8倍后确定用于本滑坡稳定计算
9、的内摩擦角为16，凝聚力C=0.035M pa；根据试验成果确定滑坡体中块碎石夹粘土天然容重为1.83T/m3；饱和容重为2.03T/m3；粘土天然容重为1.75T/m3；饱和容重为2.03T/m3；假基岩则用灰岩试验指标类比后，其天然容重用2.25T/m3，饱和容重用2.03T/m3。42 验算结果应用计算机对该滑坡在多种不同因素组合情况下的稳定性计算，计算成果见表1。瓦窑堡滑坡稳定性验算成果表表1基本因素组合情况稳定系数（K）蓄水前天然状态下不考虑地震1.55蓄水前天然状态下考虑度地震1.36蓄水位909.5m时不考虑地震1.30蓄水位909.5m时考虑度地震1.23蓄水后并快速放水至死水
10、位887m不考虑地震1.14蓄水后并快速放水至死水位887m考虑度地震1.02通过上述计算表明，滑坡体在天然状态下处于稳定状态，与实际情况相吻合，从1934年形成滑坡到现在未见滑坡有任何活动迹象。水库蓄水后并考虑地震因素，滑坡仍可处于稳定状态，仅在水库放空时并考虑在地震因素影响的情况下，滑坡将处于临界稳定状态，有可能整体失稳。5、建议处理措施通过上述验算，在大多数情况下滑坡仍可处于稳定状态，鉴于瓦窑堡滑坡所处位置与水库大坝的关系及对水库正常运行的重要性，以及计算时确定边界条件和选择参数的局限性，因此，在选择坝址成立时，为确保水库正常运行不受影响，建议对滑坡体前缘部位，采取适宜的抗滑工程处理措施；不能随意人为破坏滑坡体的基本形态；本区地处绵远河暴雨多发带，年降雨量大，滑坡体后缘应适当布置排水设施。作者简介:杨荣科 男 (1968) 四川营山县人、勘察分院工程师。
