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长江三峡库区地处我国地形第二阶梯和第三阶梯过渡带,地跨川东平行岭谷低山丘陵区和川鄂低中山峡谷区,自然地质条件复杂,暴雨、洪水频繁,是我国地质灾害高易发区之一。重庆市忠县是三峡库区内地质灾害多发地区之一,吊钟坝滑坡群为其中具代表性的一个。该滑坡群位于忠县县城西南,隶属忠县新生镇,其下游约100m处为望水乡集镇所在地,有大量县、乡属单位、常住人口以及房屋。一旦发生大规模滑动,将造成钟坝河河道堵塞,形成堰塞湖。一旦堰塞坝溃决,有可能形成大规模的泥石流,危害巨大,对其进行综合治理已刻不容缓。
研究区属亚热带东南季风气候区,四季分明,雨量充沛。区域上属于川东平行山脉之低山、丘陵地貌,发育有钟坝河,距长江入口12km。该滑坡群位于干井背斜的北西翼近核部,为覆盖层滑坡,第四系覆盖层主要为冲洪积层、残坡积层、崩坡积层。其分布特点为:崩坡积层主要分布于崩滑体变形区后缘陡崖下斜坡地带,残坡积层主要分布于崩滑体中部及前缘,冲洪积层主要分布于钟坝河附近。滑坡群下伏基岩主要为三叠系雷口坡组灰岩、泥灰岩。
滑坡形成机制和稳定性的分析,对防治工程的合理设计十分重要。
吊钟坝滑坡的形成是河谷演化过程的必然,也是河谷演化过程中的中间产物。同时它的形成与地质构造、物质结构、地形地貌、降雨、河流冲刷、人类工程活动有直接关系。通过对各影响因素的综合分析,吊钟坝滑坡群形成的根本因素为钟坝河的冲刷侧蚀,其变形破坏的诱发因素为强降雨。研究区内众多滑坡的变形破坏模式不尽相同,通过对野外调研资料、钻孔和探井取样分析研究结合滑坡体变形监测资料,认为以牵引式破坏和推移式破坏为主。
在对滑坡群形成机制进行分析之后,本文采用Geostudio软件对多个剖面分别进行稳定性计算。根据计算结果,并结合滑坡范围、规模、地质条件,滑坡成因及已经出现的变形破坏迹象,依据稳定状态划分标准,将吊钟坝滑坡群所在区域共划分为稳定区、基本稳定区和欠稳定区。从稳定性分区情况来看,吊钟坝滑坡群具有由钟坝河向两岸从欠稳定区~基本稳定区~稳定区过渡的空间分布特征。Ⅰ号崩滑体的五个变形体及其之间部分,Ⅱ号滑坡群的Ⅱ-2滑坡、以及右岸靠近钟坝河的斜坡前缘,其稳定系数均小于1.05,稳定性较差,为蠕滑变形欠稳定区,需作为治理重点。总体上左岸的稳定性相对于右岸要差。Ⅰ、Ⅱ号崩滑体后缘山体地形坡度不大,尤其土、岩接触面多呈台阶状,且整体较缓,土岩接触面处无泥化夹层,无变形迹象,崩滑体后缘及北西侧斜坡、陡崖整体性稳定。
此前,吊钟坝滑坡已实施了三期防治工程。工程措施主要包括河岸的挡墙、河床的铺底防护、地表的排水、滑体的削方减载等。先期防治工程对吊钟坝滑坡群起到了一定作用。但是其中部分工程业已遭到毁坏,其中以钟坝河防治工程破坏最为严重。通过现场对钟坝河防治工程的破坏情况进行调查统计,发现钟坝河的铺底防护大部分已毁坏,钟坝河河岸的挡墙已部分毁坏,坡体上修筑的截、排水沟局部也已经破坏。滑坡体变形仍在继续,并于2009年5月在左岸有新滑坡发生滑动。这说明先期防治工程还不足以很好的控制滑坡群的变形。防治工程亟待完善。
通过对前期防治工程的效果以及破坏情况进行调查分析,得出对此次治理设计具有指导性的结论:今后的防治仍要以治水作为重点,对钟坝河的治理则是重中之重。
在以上分析研究的基础上,本文提出3套治理方案:
方案一(局部搬迁+盲洞+拦砂坝方案):对于滑坡体上处于不稳定~欠稳定区域的居民及其附属建筑物等进行搬迁,其主要工程措施为地下盲沟[洞]+多级拦砂坝+地表排水+护岸修复。于Ⅰ、Ⅱ号滑坡上的欠稳定区内设置垂直于钟坝河的地下盲沟[洞],用以降低滑坡体内地下水位,从而提高欠稳定区的稳定性。沿钟坝河设置高3m的多级拦砂坝,蓄积泥沙碎石,减缓河水流速,避免钟坝河对河床、岸坡的冲刷淘蚀,从根本上解决吊钟坝滑坡群稳定性不断恶化的趋势。于地表设置排水明沟,以拦截和旁引为原则,减少滑坡体上地表水的入渗,增强滑坡稳定性。对河两岸已损毁护坡措施进行必要修复,进一步增强岸坡稳定性。
方案二(局部搬迁+引洪隧道方案):对于滑坡体上处于不稳定~欠稳定区域的居民及其附属建筑物等进行搬迁,于钟坝河左岸煤矿附近设置引洪隧道,将钟坝河上游洪水从滑坡体下部基岩中引走,以消除钟坝河洪水对河岸以及河床的冲刷淘蚀作用;令一方面,滑坡群一旦发生大规模滑动,并形成堰塞湖,引洪隧道可以将上游河水顺利排出,避免形成大规模的泥石流。
方案三(整体搬迁+监测预警方案):对滑坡采取监测预警,于滑坡体上处于不稳定~欠稳定区域的居民及滑坡下游望水乡集镇等附属建筑物进行整体搬迁。
对3套方案分别进行设计、分析之后,通过技术论证,认为3套方案在技术上都是可行的,但考虑经济、技术、环境与资源保护及社会政治影响,推荐方案一作为吊钟坝滑坡防治方案。
滑坡治理工程实施后,可极大地提高滑坡稳定性,同时大幅增强钟坝河河床、岸坡抵御河水冲刷淘蚀的能力,能保证滑坡群在钟坝河冲刷并耦合暴雨时,达到相应安全标准。滑坡治理工程有利于吊钟坝环境的改善,具有较大的社会效益和经济效益。