长江三峡工程库区湖北省秭归县下土地岭滑坡勘察工程

长江三峡工程库区湖北省秭归县下土地岭滑坡勘察工程一、工程概况湖北省秭归县水田坝乡下土地岭滑坡紧临水田坝新址区的北侧，位于袁水河的右岸，距原县城归州镇约7公里，对外交通为公路，并可通过老县城归州镇从长江水路与外界联系（见图1）。图1地理位置交通图水田坝乡下土地岭滑坡位于湖北省秭归县水田坝乡新址规划区北部，面积约3.6万平方米，体积约72万立方米。沿江大道在滑坡体中下部横穿而过，是水田坝乡新址区最重要的交通路线，滑坡后部已建有初级中学宿舍楼3栋，面积2800平方米，师生共1648人，东侧及影响区已建有65户187人，搬迁居民房屋、复混肥厂厂房面积2000平方米，职工52人，同时还拟建76户210人居民房屋，合计1858人，房屋面积16800平方米。滑坡体中部有14户农民住房。该滑坡为一正在活动的滑坡，滑坡体及周边建筑物明显变形，后部在建的初级中学宿舍楼场地挡土墙及一栋建成的宿舍楼基础下沉变形，在建的沿江大道路基下沉，三峡水库175m蓄水将影响严重该滑坡的稳定性，威胁到该滑坡区及周边已有建筑物、后部中学、以及新集镇沿江大道的安全。因此，开展该滑坡的地质勘察和防治工作是极其必要和迫切的。二、目的与任务（1）、查明滑坡区的地质环境、滑坡边界、后缘和两侧影响带的范围；（2）、查明滑坡体的现状，重点研究滑坡体的变形破坏演化过程、成因机制，确定滑坡性质及诱发因素；（3）、测试滑坡岩土体及滑带土的物理力学参数，为稳定性计算和治理设计提供所需的参数指标；（4）、评价滑坡体的稳定性现状和三峡水库蓄水对滑坡稳定性的影响，计算滑坡稳定性系数和滑坡推力；（5）、提出对滑坡和潜在不稳定斜坡和库岸防治的切实可行、经济合理的治理的可行性研究方案与建议，并结合新集镇的规划与建设，论证滑坡体保护与合理利用的措施。三、区域地质背景1、地形地貌工作区地处大巴山余脉，属构造剥蚀侵蚀低山区。区域山地海拔高程一般为500~1100m。滑坡区近围山地西高东低，西部山顶高程约500m，袁水河谷为最低地形，在工作区河段高程155m。总体属于河岩斜坡地貌。2、构造背景构造上为扬子准地台中上扬子台褶皱带的秭归盆地中心。秭归盆地是三迭纪末——侏罗纪初初步成形，后期受东西向构造应力作用，形成为轴向NNE的向斜盆地构造。盆地大致以北部兴山、西部巴东、东部秭归、南部距长江约15km为边界，平面形态呈三角形。盆地内大的褶皱构造有：①福坪——流来观背斜，该背斜轴线近东西向，发育于盆地西部。②秭归向斜，位于秭归盆地的内部，轴向近南北，长度约30km。测区周边发育较大的断裂有：水田坝断裂带、周家山——牛口断裂、高桥断裂。其中盆地西缘走向NE的高桥断裂和走向NNE的牛口断裂均为基底深大断裂。水田坝断裂带主要由两条断层组成，一条为走向NE20°的向家岭断裂，其位于测区的东南部，长约20km；另一条为走向NE20°的屈家坪断裂，长约8km。两断裂近平行，相距约850~1400m，测区正位于断裂夹持之中。据文献资料，屈家坪断层在其屈家坪北面公路边可见断层面，断层走向NNE，西盘岩层产生牵引褶皱。断层带宽度1~2m，发育断层泥，产生片理化现象，断层岩呈半胶结状。断层为先期压扭后期张扭的多期活动性质。向家岭断层分布于袁水河岸的向家岭、大水田、凉风垭一带。该断层错断上侏罗统遂宁组地层，使其直接与蓬莱镇组地层相接。断层带宽40m左右。断层产状走向NE20°，倾向NW，倾角70°左右。断层性质为张性。3、新构造活动及地震测区属于三峡——鄂西南抬升区，新生代以来，该区表现为大面积微向东倾斜的总体间歇性隆起。抬升速率为0.3~0.5mm/a。在总体隆起基础上，表现出差异性活动，以周边深大断裂的微弱活动性为主要特征。这些活动断裂有仙女山断层、天阳平断裂。仙女山断裂走向NNW，全长约90km，深切地壳顶部。为三条右行展布的断裂组成，晚更新世末期有活动性。天阳平断裂走向NW，全长200km，深切上地壳至中地壳，晚更新世末期，该断裂活动过二次。按全国地震区带划分，该区位于长江中下游地震活动区的江汉地震带内，属较弱地震活动带。自有记录以来，大约以兴山古夫镇为中心包括本区在内的约50km范围内，大于4.7级地震有47次。未发生过6级以上地震，其中近期内发生的最大地震为1975年5月22日秭归县龙会观5.1级地震，震中烈度VII度，震中距长江仅8km，位于秭归盆地西南缘，位于水田坝的西部，相距约20余km，，据资料介绍，本次地震是高桥断裂和牛口断裂联合活动的结果。基于本区处在黄陵背斜，秭归盆地和神农架地块三个构造地块的特殊位置，附近又有新华夏体系的NNE向的牛口断裂，高桥断裂，水田坝断裂等，其中牛口断裂中更新世有过活动这些条件，预计未来仍存在中小震活动、潜在中等强度地震的可能。根据国家地震烈度区划图（1996年，比例1∶4000000），取50年内超越概率为10％的烈度作为场地基本烈度，其地震基本烈度为VI度。四、勘查方案及工作量布置根据水田坝滑坡的特点，结合三峡水库对其可能产生的影响制定相应的勘察方案和工作量布置（图2）。1、勘查工作布置原则为了查明滑坡的空间形态、地质结构、潜在的影响范围，确定出准确的滑动面位置，本次勘查拟采用工程地质勘探、工程地质测绘、水文地质试验、岩土体测试等综合方法。（1）、重点对已有滑坡区和具潜在危险性的影响区进行工程地质勘察。（2）、根据现场实际情况，充分考虑各种勘探方法的可行性、适用性及其特点，选择经济、合理、可靠的勘探方法和手段。（3）、充分考虑滑坡稳定性分析和滑坡推力计算的需要以及治理工程的需要。2、勘查工作方法及布置2.1资料收集与分析整理系统收集、分析滑坡区域已有的各种地质资料，收集该地区人类工程活动，库区蓄水后的情况以及滑坡体的变形破坏情况。2.2测量地形测量成图比例尺为1:1000，范围包括滑坡及今后治理工程的区域，面积约为0.2Km2，其目的是为工程地质测绘、工程地质勘查和治理设计提供底图。滑坡主滑剖面测量4条，比例尺1:500，用于边坡稳定性的验算和治理方案设计。2.3工程地质测绘工程地质测绘贯穿于整个滑坡勘查的全过程。测绘面积0．2Km2，观测路线垂直和沿滑坡主滑方向布置，以追踪滑坡裂缝、边界为原则，初步圈定滑坡的范围和影响区范围。具体测绘任务为：（1）、查明和了解滑坡形态、周界、地层分层及露头；（2）、查明滑坡裂缝的位置、方向、延伸长度、深度、宽度、产生时间，分析滑坡的主滑方向；（3）、调查滑坡内泉水、地表水和地下水的排泄途径、地下水与地表水的水力联系；（4）、调查滑坡体房屋变形、地表变形、位移和开裂等情况；（5）通过工程地质测绘，初步确定滑坡体形态、形成、发展、演变过程及其性质。2.4勘探（1）、充分考虑滑坡稳定性分析和滑坡推力计算的需要，沿主滑方向布置一条主勘探线，以及2条副勘探线，以及滑坡体外侧的1条勘探剖面。侧重查明滑坡体结构、滑动面位置和分层特征，建立滑坡空间形态、为研究滑坡形成机制，提供深部资料。（2）、考虑滑坡体治理工程的需要，结合纵向勘探剖面，使在滑坡前部形成1条横剖面线，为后期治理设计提供必要的资料（图3、图4）。根据以上所述，共布置钻孔总数7个，总进尺190m，水位长期观测孔1个，总进尺25m。探槽2个，共20m3。具体工作布置见勘探工作量布置图。各勘探线及钻孔、探并及探槽的目的及用途详见表1和表2。图3钻探地层柱状图（下载相关CAD文件）图4工程地质剖面图（下载相关CAD文件）表1滑坡设计勘探线性质及目的一览表勘探线编号勘探线性质及目的2-2’滑坡体主勘探线，用于滑坡稳定性验算及治理设计。1-1’、3-3’滑坡体副勘探线，用于滑坡稳定性验算及治理设计。4-4’库岸再造带勘探线，用于库岸稳定性验算及治理设计。5-5’横勘探线，是将来可能布置支挡结构的位置。表2勘探设计工作内容一览表序孔号剖面号设计深度岩土样品采样注水长观号（m）试验1ZK11-1’252组2ZK22-2’354组3ZK32-2’354组▲4ZK42-2’254组▲▲5ZK53-3’252组6ZK64-4’252组7ZK74-4’202组8TC1、TC2揭露滑坡体边界、取样3组9TJ1、TJ2、TJ3揭露滑坡剪出口位置、取样3组2.5采样试验为定量评价边坡稳定性，取得岩土体及滑动带土的物理力学性质指标及强度参数，滑坡体物质原状样8组，滑动带原状土样共计9组，下伏基岩岩样5组。室内试验项目包括：土体试验包括比重、容重、含水量等常规指标和剪切强度指标、滑动带土包括饱和快剪和重塑土残余剪切强度。岩石试验包括比重、容重、含水量等常规指标和变形模量指标以及单轴抗压和抗拉强度，取1组水样做全分析。另外。为了更好的查明滑坡体物质的渗透性能，在主滑剖面的下部钻孔中做注水试验，共4段。设计工作量详见一览表3。表3工作量统计表项目工作项目工作量测量1：1000地形测量Km20.21：500地形剖面测量（Ⅴ类）Km20.8勘探工程点测量点2地质测绘1：1000工程地质测绘（Ⅱ类）Km20.21：500实测剖面Km20.8勘探工程地质钻探m／孔190/7工程槽探m320探井m10取样原状土样组17岩样组5水样件1室内试验土的物理力学指标测试组17岩石物理力学指标测试组5水质分析件1现场试验注水试验段次4五、勘查技术要求1、地形测量l.1地形图测量（l）、测量比例尺为1：1000，等高距为2m。（2）、地形图上地物点对附近图根点的平面位置误差不大于图上0.8mm。（3）、地形图上等高线插值高程点对附近近图根点高程误差不大于1.3m。（4）、地形图符号及注记执行中华人民共和国国家标准（GB7929－87）。（5）、其他技术要求按《地质矿产勘查测量规范》（ZBD1001－89）。1.2剖面测量为详细了解滑坡地区地形地貌及岩性变化特征，满足工程计算和设计要求，布置4条1:500的地形剖面测量。（l）、剖面比例尺为1：500。（2）、每剖面端点、剖控点一般应埋石，每一条剖面至少应有两个埋石点。1.3勘探点测量（1）、所有点位均用全站仪式光电测距仪极坐标法测定。（2）、水平角、垂直角、距离均测一测回。（3）、钻孔平面位置以封孔后标石中心或套管中心为准，高程以套管口为准，并量取标石面或套管口至地面的高差。2、工程地质测绘工程地质测绘着重对滑坡边界、影响区范围、滑坡体结构、滑坡区微地貌、变形破坏特征等，其基本技术要求如下：（1）、查明滑坡周围岩土体的地层层序、地质时代、成因类型、接触关系、基岩出露及产状。（2）、各类地层的描述，一般包括岩性名称、成分、成因、厚度、产状、地层时代和接触的关系。（3）、调查滑坡体裂缝特征、组合关系、判断滑坡周界和可能的次级滑动面。（4）、调查基岩地层的构造特征，重点调查滑坡体内的地层产状变化并与滑坡区外围的基岩地层产状作对比分析。统计分析节理裂隙的产状、规模、成因、张开及充填情况，分析节理裂隙及其组合与滑坡的关系（5）、调查地表水的径流、排泄情况，地下水出露情况，分析滑坡区地下水的运动规律。（6）、调查人类工程经济活动现状及规划，重点调查与滑坡体有关的工程布局、类型、规模、施工或竣工时间等情况。（7）、调查划定滑坡灾害体的成灾范围和危险区，进行灾害损失的调查和灾情预评估。（8）、调查滑坡的方向、规模、诱发因素、发展历史及灾情等。（9）、对具代表性的滑坡体变形点、构造点、岩土体结构特征点等拍照、素描。（10）、1:1000工程地质测绘应围绕查明滑坡体岩性、结构、边界条件等要素展开，以查明测区水土环地质条件为原则，观测路线采用穿越与追踪相结合，测绘方法以布点为主，一般观测点用罗盘和皮尺确定，重要测点应用仪器测定位置和标高。（11）、实测地质体的最小尺寸一般为相应图上的2mm。以于具有重要意义，在图上不足2mm者，可以扩大比例尺表示，各种地质体的界线必须实地勾绘，各地质点位置的误差范围在相应比例尺图上不大于2mm。（12）、各种地质点统一编号，观测点应尽量用天然露头，辅以必要的揭露观察。（13）、为提高工作效率，应采取边测绘、边整理资料、边综合研究、及时提交原始成果的方法，及时采集数据录入计算机进