香溪河流域岸坡稳定性调查评价

■香溪河流域岸坡稳定性调查评价

项目来源:中国地质调查局国土资源大调查

起止时间:2003—2006年

项目负责:张业明

主要完成人:张业明，彭三国，黄波林，霍志涛

成果概况:工作区包括香溪河流域及高阳—浪河（丹江口）引水线路沿线地区，香溪河沿岸地区是崩滑流地质灾害多发区之一，尤其是香溪河口—高阳镇河道两岸崩塌、滑坡比较集中，且危害较大。随着三峡水库蓄水、移民迁建、公路开挖等人类活动的加剧，将产生水库蓄水诱发的岸坡变形以及移民迁建与新修公路引起的边坡失稳等环境地质问题。因此，有必要就蓄水前后岸坡稳定性问题开展比较研究，对重大隐患区适时开展重点调查，并加强监测预报。针对香溪河流域蓄水前后岸坡稳定性及对重大工程建设的适宜性进行系统论证，对库区的环境地质研究和地质灾害防治极为必要，且具有借鉴和推广意义。南水北调中线工程即将实施，但汉江丹江口水库作为唯一水源还有些不足，主要是调水保证程度不算高、淹没损失比较大、对汉江中下游会造成不同程度的影响等，因此，从长江向丹江口水库引（补）水势在必行。本项目取得的主要成果如下。

（1）通过遥感、地面调查和钻探等多种方法，查明了香溪河流域工程地质条件、存在的主要工程地质问题、岸坡结构类型、地质灾害的分布状况及其特征，为开展区域地壳稳定性评价和三峡水库水位变动下的地质灾害危险性分析等提供了扎实的基础地质资料。

①对259处滑坡、不稳定斜坡、崩塌的基本特征及其危害情况进行了调查，认为滑坡主要的诱发因素是三峡水库的蓄水，崩塌的主要形成因素是复建公路高切坡的开挖。查明了八字门、白家包、黄阳畔、耿家坪、白马滩、树坪和千将坪等重要滑坡的工程地质结构。最新发现了三峡水库蓄水后耿家坪、白家包和八字门等滑坡发生的强烈变形现象，并及时向国土资源部地质灾害防治办公室、中国地质调查局、秭归县国土局、宜昌市国土局等相关部门和当地政府进行了汇报，同时对这些重大险情开展了应急调查，提交了应急调查报告。

②研究了滑坡前缘剪出口高程与阶地高程的相关性。将兴山地质灾害调查中得到的一些滑坡前缘高程作图，发现在135～155m区间分布最集中，其次是190～200m区间。这说明滑坡发育多终止于平缓的高阳Ⅰ、Ⅲ级阶地面上，相当于整个香溪河流域的Ⅱ、Ⅳ级阶地。同样，滑坡后缘的高程多分布在190～250m、400～500m，说明多数滑坡的启动面都在这两个层位上。

（2）采用新技术、新方法和新手段对典型滑坡开展了监测、地质结构和地下水分布状况研究，极大丰富了滑坡研究的内涵，为从整体上把握滑坡的变形演变趋势及分析其变形机制提供了动态监测数据。

①利用全站仪、自动位移计、自动雨量计、库水监测计、钻孔倾斜仪等多种监测方法对在三峡水库蓄水后开始出现严重变形现象的白家包、耿家坪、黄阳畔和树坪等滑坡，进行了地表、水下、深部位移、降雨量监测，获取了多期观测数据，特别是滑坡的水下监测在国内尚属首次。

②在MVS三维地质模型软件基础上，设计了一套简单可行的滑坡体三维地质模型建设方案，建立了典型滑坡三维地质模型。

（3）对典型滑坡的稳定性进行了系统研究。

①采用极限平衡法和有限差分法对白家包滑坡进行了定量评价，评价结果表明蓄水后滑坡的稳定性系数降低，滑坡下部的碎块石土起支挡作用，滑坡处于不稳定状态。

②采用极限平衡法对耿家坪滑坡进行了定量评价，评价结果表明水库蓄水145m、156m时后滑坡体将可能以蠕滑—稳定的交替方式维持一个动态平衡过程，整体巨滑的可能性较小；在水位下降期稳定性系数最小。

③采用非饱和非稳定渗流有限元分析方法，对树坪滑坡内地下水渗流场进行了拟合分析预测。在此基础上，进行了二维有限元应力应变分析。分析结果表明库水位上升时比库水位下降时滑坡稳定系数大，变形拉张区域位于滑坡中后部，前缘由于库水的渗透反压作用，产生压缩变形，而且变形量较大。

（4）通过对引水线路区域的工程地质专项调查，查明了区域工程地质条件及存在的工程地质问题，从地质角度对引水工程的适宜性进行了论证，并优选出适宜的引水线路方案。

①全面调查与总结了高阳—浪河引水线路区区域环境工程地质背景。

②基本查明了引水线路多种方案中涉及拟建的16个重点建筑物（2个取水口、3个泵站、4个渡槽、4个库坝、3座电站等）比选场址的工程地质条件，指出场址存在的主要环境工程地质问题是岩石破碎、河（库）道淤积、不均匀沉降、地下水大、高陡边坡、受周围地灾体影响、场地狭窄等。同时基本查明了将需要利用的香溪河、南河、肖河、浪河的库区（或河道）岸坡稳定性，认为岸坡总体稳定，岸坡再造、小规模塌岸、浅层滑坡与变形体以及库区（或河道）淤积是主要工程地质问题。

③重点评价了拟比选的10条192.2km隧洞的出入口和洞室的地形地貌、穿越的构造、地层岩性、水文地质等工程地质条件，认为存在的主要工程地质问题是:a.活动性断裂带:青峰断裂带与寺坪—官坊引水隧洞高角度相交，岩石破碎，地应力相对集中，将给工程施工增加难度，对硐室安全产生危害；阳日湾断裂在挽近期活动性较大，将会给低水方案的平水—台口深埋长隧洞施工与运行带来许多困难；新华断裂带与引水线路大致平行，这一状况将使工程面临施工技术、工程造价、运行安全的三重挑战。b.岩溶:南区内存在多个时代的可溶岩地层，当开凿至断裂带特别是张性裂带部位时，可能会发生溶岩突水。c.特殊工程岩土体:隧洞沿线多个时代地层中存在软弱岩层，工程施工将可能发生软弱岩层塑性蠕变和经常性的塌方。

④在对重点建筑物、库区（或河道）岸坡、隧洞评价的基础上，将引水线路分为3大区段18小段分别进行了分段综合评价，结论是:该引水线路环境工程地质条件是适宜的，在目前工程技术条件下不存在无法克服的工程地质问题，可以作为南水北调中线补水工程的一条重要备选线路。

⑤通过综合对比6种引水方案的取水口、隧洞、大坝、渡槽、泵站、河（库）道等工程地质条件和将会遇到的主要工程地质问题，认为东线―高水引水线路、东线—中水引水线路两条引水方案较适宜，以高水方案地质条件更优。主要从地质角度考虑，综合推荐东线—高水引水方案。

⑥初步分析了高阳—浪河东线—高水引水线路与其他（大宁河、绕岗等）线路相比具有的优势是:总提水扬程低；线路总长短，工程量小、造价低；占用耕地很少，无需移民；沿途可利用已建好的工程多；提升水头几乎没有浪费，蓄能发电效益明显。

（霍志涛　编）