武汉交通科技大学学报
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论三峡工程库区迁建城镇新址主要地质灾害
唐殿奎
长江水利委员会勘测局 武汉
摘要介绍了三峡工程库区迁建城镇新址的主要地质灾害及类型以典型的工程实例阐述了崩塌!滑波!泥石流和库岸再造的形成!发展及其危害说明了地质环境与人类工程的关系以及在城镇新址的规划和建设中合理地利用地质环境的重要性关键词三峡工程环境地质城镇新址中图法分类号×∂1
三峡工程涉及了座县城市余个集镇需要搬迁迁移人口万如何正确地认识和对待这些城镇新址的工程地质问题则必须遵循选择那些不存在地质灾害的地段作为城镇新址的原则同时在新城镇建设和运行中不要破坏自然稳态环境以免酿成新的环境地质灾害归纳起来三峡库区城镇新址地质灾害主要有斜坡变形破坏!泥石流!库岸再造和人类活动诱发的新的环境地质问题
斜坡变形破坏
斜坡的变形破坏主要包括拉裂!蠕滑!弯曲倾倒!崩塌!滑坡等形式其中以崩塌和滑坡带来的危害最为广泛≈
111 崩塌及危岩体
三峡库区迁建城镇附近的崩塌危岩体以丰都县罗家院子崩塌危岩体和武陵镇危岩体为典型代表
罗家院子危岩体长!宽∗上部为侏罗系中统上沙溪庙中细粒砂岩!底
部为钙质泥岩夹粉细砂岩岩层产状•βΝβ见有三组裂隙≠•∗βΝ∗β
∞βΝ直立≈∞∗βΝ直立山坡陡峻平均坡度β坡高∗下部泥岩多
处形成岩腔岩穴只要雨季到来陡崖上经常发生悬崖坠石现象破坏房舍!农田已有居民迁走崩塌堆积体中块石最大直径∗一般左右
万县武陵镇陡崖危岩体由侏罗系中统沙溪庙中粗粒砂岩组成厚度左右夹两层泥质粉砂岩透镜体∀崖高∗呈南北向展布长约砂岩中∞向和•向两组
收稿日期
唐殿奎男岁工程师
第期唐殿奎论三峡工程库区迁建城镇新址主要地质灾害##
裂隙切割裂隙张开∗最大1泥质粉砂岩风化呈凹槽使上覆厚层砂岩悬空形成危岩体总体呈现向长江倾倒的趋势
112 滑 坡
就地层岩性而言三峡库区的滑坡主要发生在三叠系中统×!侏罗系中统和上统
地层中详见长委勘测局5长江三峡工程库区库岸稳定及崩!滑体专论6
发生在三迭系地层中的滑坡以巴东县黄土坡滑坡具有代表性
黄土坡滑坡体为×地层边坡失稳的堆积物前后缘高程为和南北长约
前缘宽∗后部宽滑体厚度面积1体积
万滑体物质为三迭系的红色砂岩与泥岩碎块及松动岩体滑带倾角上部β左右!中部
β左右!前部β左右滑带以下基岩倾向与坡向一致倾角自南向北变缓β至∗β
根据勘探揭示该滑体由多个滑体单元组成这些单个滑体在纵向上已贯通形成统一的滑带面下伏岩体特别是在下段完整性差滑体分布格局与基岩斜面相对应滑体的形成是因为长江的切割引起初始岸坡失稳带动后缘卸荷松驰岩体的跟进使局部新地层超覆于老地层之上
三峡水库形成后黄土坡滑体有1!体积万长期处于库水位变幅影响范围内这对黄土坡滑体的稳定是极为不利的
发生在侏罗系统地层中的滑体以万县市七大古滑体最为有名滑体总面积达1体积万这些滑体前缘多次出现变形破坏造成不同程度的地质灾害七大滑体具有如下特点
各滑体的滑带面沿层面延续滑体上可见基本保持层序的松动岩体
滑体滑带面产状平缓或微向山体内倾批杷坪滑体主滑面向内微倾∗β驸马乡
滑体主滑带外倾∗β草街子滑体主滑带外倾∗β安乐寺滑体主滑带外倾∗β太白岩滑体主滑带外倾小于β
滑体上坡度较小一般β左右驸马乡!枇杷坪和吊岩坪为β草街子和安乐寺小于β太白岩∗β
滑体物质结构具有三分的特点前缘部分为粘土夹块石中部为块石夹粘土后部为
滑移松动岩体
滑带面为平直型滑带土多为褐红色!灰白色!灰绿色粘土夹砂岩碎块断口光滑
厚度不大
万县地区岸坡变形破坏并形成滑坡体是岩体滑移2拉裂的结果由于长江的切割岩体卸荷回弹并逐步向山体内发展始滑部位分布于许多点上并主要由长石砂岩和粉砂岩组成卸荷裂隙为水渗入提供了通道软化并降低了软弱岩层长石砂岩!粉砂岩的力学强度分散的始滑点逐步连接起来形成了连续的滑带面最终导致滑坡的发生
这种平移平推式滑体在一般情况下不具有滑带陡倾滑体突然起动失稳下滑的初始启动力它的滑移是一个缓慢的过程影响滑体稳态的因素取决于主滑面的χ<值同时静水压力以及地震与荷载也有显著的影响≈113 滑坡体的利用
选择城镇新址的首要原则是避开滑坡体特别是那些处于变形失稳的滑坡体决不能作为城镇的新址但是一概地对于自然界造就的滑体平台弃之不用实在可惜同时也不是科
##武汉交通科技大学学报年 第卷
学的态度而且有的城镇没有合适的地点作为新址不得不在老滑坡体上选定新址这就是如何利用滑坡体的问题
要利用滑坡体首先要判定滑坡体的稳定状态即稳定!不稳定!潜在不稳定等同时必须与三峡水库运行联系起来考虑特别对于前缘部分常年处于库水位变幅带内∗的滑坡体它的稳态较自然状态下恶化例如前述黄土坡滑体是不能作为新址利用的同样不稳定与潜在不稳定滑体也不能作为新址利用
作为稳定性滑体可以作为城镇新址利用但它的利用是有条件的滑体的稳定是在自然作用下不断调整以求得平衡过程中形成的如果在利用中人为的破坏了这种平衡条件就会使稳定的滑体变为不稳定
所谓有条件利用也就是限制性利用首先要保持自然界造就出来的稳态环境也叫顺应性原则
其次在利用滑坡体时不能在其上开挖高陡边坡因为滑坡体一般较为松散高陡边坡的出现必将导致松散堆积体的失稳
第三滑体上松散堆积体承载力一般较低会出现不均匀沉陷故重要的或高层建筑物必须进行专门的工程地质勘察研究和试验了解基础结构及其承载力
第四渗透变形破坏是滑体失稳的最重要的因素利用滑体一方面要做好大气降水的排泄另一方面要布置好供水和生产!生活弃水的输排系统防止失效使水渗入滑体降低甚至恶化其稳定性
第五做好滑体前缘的保护工作作为水库区滑体的失稳破坏一般从前缘开始一方面要保持稳态坡形并强化生物工程绿化同时作好地表!地下水的运移排泄系统
泥 石 流
三峡库区的泥石流多发生在三叠系地层奉节县的梅溪河!草堂河巴东县等均系泥石流多发地段泥石流源主要是古滑体与近代滑体二次改造及岩体风化的产物
211 巴东县泥石流
年月日巴东县后山坡发生泥石流冲毁房屋!淤塞街道人死亡间房
屋倒塌!间房屋受到不同程度破坏造成严重损失
巴东县泥石流为稀性泥石流形成区有处分布高程∗呈南北向条带形宽约∗!长约∗!总体积万泥石流沿冲沟而下一部分堆积于沟口和城区一部分直入长江
巴东县后山坡为三叠系下统嘉陵江薄)中厚层白云质灰岩表层覆盖有左右的碎块石夹土或土夹块石松散残坡积物地形坡高β左右为泥石流易发坡度坡面为顺向坡坡度角与岩层倾角相近坡顶与坡脚相对高差∗物质运动具有很大的势能斜坡上虽有植被但其根系并未伸入基岩大强度的降雨是诱发巴东泥石流的主要因素年月∗日巴东地区降雨1最大降雨强度1Ù为罕见大量雨水渗入松散残坡积层并很快饱和在集中的地表!地下水迳流的共同作用下挟持碎块石土形成泥石流顺坡而下酿成灾害
212 奉节县泥石流
第期唐殿奎论三峡工程库区迁建城镇新址主要地质灾害##
长江和梅溪河!草堂河及天然冲沟两侧的二次环境地质问题是碎石!泥石流滑体内地表排水冲沟的形成及冲沟两侧边坡失稳物质为泥石流的形成储备了物质来源奉节县城的泥石流多为短程!暴雨型稀性泥石流所论证的几个县城新址中都不同程度的存在泥石流灾害
草堂新址多发生泥石流沟主要有谭家沟!谷坊沟!杨家沟等沟口泥石流冲积锥面积数千至数万草堂河浣花溪一带高程∗正处于库水变幅带范围内泥石流带来的物质对该河段可能造成淤积
莲花寺新址的泥石流主要发生在白衣庵滑体内物质来源于滑体的改造产物白马沟!朱家花园沟为多发性泥流沟沟口冲积锥体积约万白衣庵滑体处于强烈解体阶段在暴风雨等不利条件下不排除发生大规模泥石流的可能性
口前)朱衣河新址后坡地形陡峻基岩裸露植被不良且有滑体分布加之采煤弃碴!陡坡垦植为泥石流发生提供了固体物质来源规模较大和多发性泥石流沟有干溪沟!李家大沟!下河沟等其沟口冲积锥体积均在万以上
综上所述泥石流的危害是严重的要治理的根本途径就是水土保持
库岸再造
在理想条件下水库最高蓄水位加上某一概率洪水位及风浪高即为搬迁高程上限和建设高程下限但是水库建成运行期间三峡水库常处于∗∗变动状态下运行这就会给岸坡的稳态带来极不利的影响一般会有一个库岸再造的过程
311 松散体库岸
滑坡堆积体!冲洪积!残坡积!人工堆积体组成的岸坡属于这一类这类岸坡的稳态取决于组成岸坡的物质结构≈
据调查统计亚粘土!亚砂土岸坡在水下变动带的坡角为β左右块石为∗β左右对于由滑坡堆积体组成的岸坡除了要考虑松散堆积体的水下坡角外更应注意研究库水位对滑体主滑带力学强度的影响除个别情况外一般说来在库水位的影响下主滑带的强度都会明显降低甚至导致滑体失稳≈
312 岩质库岸
岩质库岸依其岩层与坡向的组合关系分为顺向!逆向!斜向和横向坡其稳定程度以逆向最为有利依次为横向!斜向最不利的是顺向坡在逆向坡中当反倾向裂隙发育!或者下伏软岩被淘蚀时库岸岩体有可能产生崩落造成库岸后退但规模一般不会很大影响有限顺向坡在水流冲刷坡脚根部会出现临空面有可能造成顺层变形!脱坡库岸再造域较逆向坡为大影响范围也大斜向坡当裂隙优势面倾向与坡向一致时其库岸再造过程类似于顺向坡只不过是规模!程度不同而已≈
根据岩性又有硬岩与软岩库岸之分1硬岩抗冲刷能力强对库岸稳定有利软岩抗冲刷能力弱!水理性质差在水流的长期作用下将会有较宽的再造域1特别是软!硬相间库岸软岩冲蚀淘空硬岩将临空而失稳
313 半搬迁城镇的库岸再造域
半搬迁城镇的库岸稳定是一个复杂的问题在城镇建设和运行中为求得城镇用地和保护已建城镇安全建立了保护工程水库形成!搬迁部分迁走后库岸重新处于调整过程中
##武汉交通科技大学学报年 第卷
由于城镇建筑物密集很难进行有效的勘察研究第一性资料难于取得给判定库岸再造域带来盲目性因此半搬迁城镇库岸再造域是有待于深入研究的课题简单的按某一设计高程搬迁似乎不是一个科学的态度对此必须审慎对待
不合理!盲目建设诱发的地质灾害
三峡水库的形成本身就是规模巨大的人类活动由此可能引起的环境地质问题已引起人们广泛的注意和研究并能采取有效的预防措施对于新城镇不合理的!盲目的建设所诱发的新的环境地质问题甚至地质灾害在三峡库区并不少见
秭归县城新址选在紧靠坝区的剪刀鱼地区地形地质条件花岗岩均适宜作为新址但是在建设过程中不是顺应地形地质条件而是追求平原式的建筑模式采取大挖大填!平山填沟!人造平原填筑深度达数填筑地段未按有关要求进行处理一遇降雨填筑方成为泥石流!水砂流的策源地外坡多处破坏填筑体本身多处发生破坏不得不对填筑体再次进行勘察以研究其作为地基的可行性及防止变形破坏的措施同样的情况也发生在宜昌县太平溪镇填深达数产生大面积变形破坏和泥石流!水砂流最后不得不放弃而重新选址
奉节县宝塔坪追求宽阔马路修建余米的挡土墙!出现数的高陡边坡最后填方挤垮挡土墙造成几千万元的浪费并且使宝塔坪不能再作为地基利用
万县市在太白岩滑体前缘的豆芽棚易家庄沟填筑余高的堡坎修建汽车停车场加载上万破坏了自然排水系统导致太白岩滑体前缘变形破坏形成有名的豆芽棚变形体拉裂房屋地基酿成新的地质灾害
结 语
三峡库区迁建城镇新址地质灾害较复杂必须认真对待但是没有影响兴建三峡工
程的决定性因素
各城镇的兴建必须顺应自然界创造出来的稳态条件不要人为的去破坏这种平衡条
件严禁大挖大填和出现陡!高大边坡
对于各城镇新址的滑坡体需进行变形观测通过变形监测资料分析判断其利用的
可行性对具有潜在威胁的滑坡体也要进行变形监测做好预测预报
同时注意分析在不同因素组合条件下的稳态判明主控因素以及最不利的组合形式和极限条件从而限制或控制主导因素使最不利组合条件不致发生
对泥石流多发地区一方面要加强生物工程防治绿化同时要建立必要的工程予以
防护
新城镇的建设必须严格遵循给出的限制条件控制规模严格监理制定必要的法规
以规范建设工作
第期唐殿奎论三峡工程库区迁建城镇新址主要地质灾害##
参考文献
崔政权1系统工程地质导论1北京水利出版社1∗ 刘世凯1地质环境与工程成都四川科学技术出版社1∗
李智毅王智济杨裕云1工程地质学基础1武汉中国地质大学出版社1∗ 李智毅杨裕云1工程地质概论1武汉中国地质大学出版社1∗
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Ταν∆ιανκυι
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