第七届工程地质大会论文11.doc

1、“中国地质学会工程地质专业委员会第七届全国工程地质大会”1万州和平广场滑坡区堆积体物质组成特征、形成过程与防治对策 苏爱军 孙云志 王军怀 刘红星（水利部长江勘测技术研究所 武汉 430011）摘要 三峡 库区万州和平广 场滑坡区位于重庆市万州区主城区内，地处长江北岸，为长江与其一级支流苎溪河交汇处，被列 为长江三峡工程库 区重点勘察防治的四大滑坡之一。和平广场滑坡区地质体是包含人工堆积、崩滑堆 积、残坡 积 与河流冲积等物质的混合成因的松散堆积体。和平广场滑坡区堆 积 体物质组成特征证实了 “和平广场滑坡堆积体不具备同一的、大规模的滑坡成因特点，而是伴随三峡地区地壳缓慢抬升、长江河床下切过程

2、中逐步堆积形成的”这一重要结论的正确性。它对和平广场滑坡区滑坡与塌岸防治工程有重要指导意义。关键词 堆积体物质 河流冲积层 形成过程 防治对策三峡库区 万州和平广场1 滑坡区概况与问题回顾1.1 概况和平广场滑坡区位于万州老城区。从长江边的鞍子坝起，到苎溪河边的万州果酒厂，与豆芽棚变形体边界相交。在地理位置上，和平广场滑坡区从南到北横跨鞍子坝、和平广场和轻化职中三地，滑坡区面积 105104m2，体积 1950104m3。其中，鞍子坝一带，滑坡区堆积体前缘高程为 114m ,后缘高程为 210m；和平广场一带，前缘高程为 108m ,后缘高程为 215m；轻化职中一带，前缘高程为 147m ,

3、后缘高程为 210m。此外，滑坡区直接涉及到的万州老城区面积约 60104m2，人口 5 万人；万州区旧城功能恢复骨干工程沿江大道在和平广场滑坡区上通过的长度达 2.5km。因此，滑坡区地质体的稳定性与塌岸防护倍受社会各有关部门重视，被国务院三峡建设委员会及国土资源部列为长江三峡工程库区重点勘察防治的四大滑坡之一。1.2 问题回顾从 1986 年起，国内有多家勘察、研究单位先后在和平广场滑坡区上开展过勘察研究工作。上述研究工作的基本结论是：和平广场滑坡区是一个滑动面近水平的基岩滑坡群（即和平广场滑坡群） ，该滑坡群由三个滑坡体组成，即鞍子坝滑坡、和平广场滑坡和轻化职中滑坡；和平广场滑坡群在天然

4、状态下整体是稳定的，三峡水库蓄水及运行期间，其前缘将会产生不同程度的变形和失稳，所造成的社会经济损失巨大；其治理经费将以数亿、甚至上十亿元计。1999 年和 2000 年，研究人员先后在和平广场滑坡区堆积体中发现了外来物质，如河流冲积层物质。但是，由于受勘察深度的限制，当时没有能就和平广场滑坡区堆积体物质组成形成系统的认识。2001 年，原长江委综合勘测局所属的长江勘测技术研究所受国土资源部的委托，承担了和平广场滑坡区滑坡与塌岸防治工程可行性研究工程地质勘察，其勘察目的之一就是“查明和平广场滑坡区堆积体物质组成” ，为防治工程设计提供地质依据。本论文是这次勘察工作的部分成果。 参加该项目的主要

5、工程技术人员还有胡宗云、吕锋、王永平、曾光辉、 龚福红。“中国地质学会工程地质专业委员会第七届全国工程地质大会”22 堆积体物质组成特征和平广场滑坡区堆积体物质组成按其成因主要有四种类型，即人工堆积、崩滑堆积、残积与坡积和河流冲积物质。2.1 人工堆积物人工堆积物成分混杂，包括杂色粘土、粉质粘土、块石、碎石、卵砾石以及建筑垃圾和生活垃圾等，它具有组成物质成分无序性及物质成分多样性的特点，其结构松散。人工堆积物分布于堆积体表层，分布厚度一般小于 4m，但局部最大厚度也可达 12m（如和平广场一带） 。2.2 崩塌与滑坡堆积物崩塌与滑坡堆积物质可分为两类，一类以碎石为骨架，其间充填粘土和粉质粘土，

6、颜色为紫红色或褐红色，碎石粒径一般 1025cm，粗细混杂，碎石含量一般小于 40%，这一类堆积物质在和平广场滑坡区堆积体上比较多见，因此是堆积体的主要组成物质，形象定名为粘土夹碎石；另一类以块石为骨架，充填粘土及碎石，块石含量大于 40%，局部块石比较集中，形象定名为块石土。另外，勘探竖井、钻孔和工程物探成果证实，在平面上，和平广场滑坡区鞍子坝与轻化职中一带以块石土堆积为主；和平广场一带以粘土夹碎石堆积为主。2.3 残积与坡积物残积与坡积物质成分为褐红色粘土夹碎石，组成物质无明显挤压和滑移，碎石分布均匀，块径 2-5cm，呈棱角状。这种组成物质主要分布在滑坡区的边界上，如西山路、新城路等地。

7、2.4 河流冲积物河流冲积物是和平广场滑坡区堆积体中重要的外来物质成分，主要分布在滑坡区的中、前部，在平面上可划分为相对独立的 21 个小区。2.4.1 物质成分和平广场滑坡区堆积体中河流冲积物可分为六种成分：黄色、黄绿色粉质粘土、粘土，局部夹卵砾石及粉砂，可塑硬塑状，可见微层理；褐黄色、棕黄色粉土及砂壤土，结构中密；褐色、黄色粉砂及含泥质粉砂，结构中密，含有贝壳残体以及腐烂的木屑，分选性差，含泥质或砾石；块石、卵砾石夹粉细砂，结构中密密实，卵砾石成分主要有砂岩、灰岩、石英砂岩、岩屑砂岩及粘土岩，分选性差，大小混杂，磨圆性好，呈圆状或次圆状；黄色灰色粘土、粉质粘土，成分较纯，颜色和颗粒具渐变性

8、特点，结构稍密，软塑可塑状（级阶地物质） ；深灰色粘土、粉质粘土，含泥质，局部夹砾石，偶尔可见贝壳残体，结构密实，硬塑坚硬状，砾石成分有砂岩及灰岩，直径一般小于1cm。2.4.2 组成结构以上六类河流冲积物具有二元或多元结构：二元结构：粘土（上部）/ 粉质粘土（下部） ，粘土（上部）/ 砂砾石（下部） ，粘土（上部）/ 含淤泥质粘土（下部） ；多元结构：粘土（上部）/ 砂砾石（中部）/ 含淤泥质粘土（下部） 。2.4.3 河流冲积物与堆积体物质的接触关系河流冲积物质与堆积体物质（指粘土夹碎石和粘土夹块石）的接触关系可以有两种：第一种为二元接触关系，它有两种类型：一类上部为崩滑堆积体（col-d

9、elQ） ，下部为河流冲积物（alQ） ，该类接触关系多见于堆积体中部；另一类上部为河流冲积物，下部为堆积体，该类接触不多见，存在于滑坡区堆积体前缘。第二种为多元接触关系，这种接触关系的特征是堆积体物质与河流冲积物质呈交错接触，其关系相对比较复杂，主要处于滑坡区“中国地质学会工程地质专业委员会第七届全国工程地质大会”3堆积体前缘以及中部等。2.4.4 河流冲积物的空间形态对滑坡区揭示出河流冲积物的 76 个钻孔及 7 个竖井中河流冲积物分布顶面高程统计分析发现，其中顶面高程 115-125m 的 9 个，125-135m 的 13 个，135-145m 的 25 个，145-155m 的 20

10、 个，155-165m 的 12 个，165-175m 的 4 个。据此作分布高程统计样本直方图，发现滑坡区河流冲积物主要分布在 140-160m 高程区间内。3 堆积体物质成因分析3.1 堆积体形成时间万州城区分布有太白岩等七大古滑体，这七大古滑体的地面高程为 220300m，对应着万州地区级阶地高程区间，即为 Q22Q 32（第四纪中更新世中、晚期）的产物；滑床面高程在 195250m 之间，对应万州地区级阶地高程区间，即为 Q32（第四纪中更新世晚期）形成的台面高程（图 1） 。0403201双堰塘 枇杷坪 草街子 附马乡 安乐寺 太白岩 吊岩坪 2152019250195-230240

11、25黄海高程（ m） 156.（ 8） 最 高 水 位7m蓄 水 位10.平 水 位 93m（ 7） 最 低 水 位图 1 七大古滑体滑床面高程与阶地对比关系另外，从滑带土绝对年龄上分析，太白岩古滑体、枇杷坪古滑体、吊岩坪古滑体、草街子古滑体和安乐寺古滑体主滑带土样绝对年龄在（2338）10 4a 之间，对应的地质年代亦为第四纪中更新世晚期。因此，万州古滑体形成的时间为第四纪中更新世晚期。第二方面的证据是，如前所述和平广场滑坡区堆积体的中、前部零星分布有河流冲积物质，这些河流冲积物质分布的顶、底面高程主要为 140160m，对应万州地区级阶地。所以，上面两个方面的勘察成果证实了和平广场滑坡区堆

12、积体形成的时间与该地区级阶地形成的时间是同步的。3.2 堆积体物质形成序次分析根据地质勘探剖面实体模型分析，和平广场滑坡区堆积体物质的形成经过了如下 4 个序次（图 2）：长江下切形成 160m 侵蚀夷平面，太白岩古滑坡体及后缘下伏基岩产生规模不等的崩塌、滑动等，其物质堆积到 160m 侵蚀夷平面的后缘； 160m 侵蚀夷平面的中、前部接受河流冲积层物质；长江继续下切，形成 140m 侵蚀夷平面，同时上部堆积体物质覆盖到 160m 侵蚀夷平面河流冲积层物质上，部分堆积到 140m 侵蚀夷平面的后缘；长江进一步下切，形成 115m 侵蚀夷平面（现代苎溪河河床基岩面） ，并接受河流冲积层物质。“中

13、国地质学会工程地质专业委员会第七届全国工程地质大会”4同时，上部堆积体物质覆盖到 140m 及 115m 侵蚀夷平面上。在上述第、序次中，堆积体物质发生局部的滑动和挤压。 基 岩 太 白 岩 古 滑 体203mdelQ 侵 蚀 夷 平 面160m（ a）delQ203m基 岩 侵 蚀 夷 平 面（ b） delQ203mcol+deQ（ ） 140mdelQ203m 160mcol+deQ基 岩基 岩 （ ）160m160m太 白 岩 古 滑 体 alQalQ 侵 蚀 夷 平 面a 140malQco+de15m图 2 和平广场一带堆积体物质堆积过程4 滑坡与塌岸防治对策根据和平广场滑坡区不同

14、部位堆积体的稳定状态，结合沿江大道的建设，建议采用以下防治对策。、鞍子坝区，苎溪河河口沿长江库岸向西，长度 700m 范围，堆积体与基岩接触而且地形平缓，堆积体整体稳定，前缘堆积体 厚度一般小于 13m，三峡水库蓄水后主要破坏形式是浅层滑移变形，治理方案主要考虑防护坡（堤）脚，开挖换土回填，局部设置抗滑桩。同时，采用浆砌块石护面，防址堤坡冲刷。、和平广场区，苎溪河口至新桥段，沿苎溪河岸坡长 1250m，沿岸有胜利路滑坡、万安市场滑坡及三马路滑坡分布，三个滑坡经过治理后目前处于稳定状态，但三峡水库蓄水后，其稳定性将会下降，由于堆积层厚度大，对抗滑桩等阻滑措施在结构要求高，水库运行期间安全检测及维

15、护均有一定难度，建设采用回填压脚方案，按 1:4 坡比回填至吴松高方程 145m，吴松高程 145m177m 之间坡面采用浆砌块石护坡。、轻化职中区，新桥至豆芽棚段，长 540m。其中，新桥至 QH19 孔长约 300m，堆积体与基岩接触面埋深小(最大不超过 14m)平坦，不存在大规模的滑坡，主要失稳、变形破坏形式是牵引滑移型，建议采用浆砌块石护岸，坡脚设置小型护脚挡墙，护岸工程与沿江大道堤坡衔接。QH19 孔以北长约 200m，坡脚基岩出露，高程 140150m，建议采用重力式“中国地质学会工程地质专业委员会第七届全国工程地质大会”5浆砌块石挡墙支挡基高面上的堆积体及沿江大道堤脚，挡墙基础置

16、于基岩中的弱风化层中，基岩坡面采用浆砌块石护面，防止基岩风化及浪蚀作用。、根据和平广场堆积区的土体类型判断，土体毛细上升高度约 2.53m 左右，三峡工程库区正常蓄水后，地下水位将普遍抬升，如不采取地下排水措施，黄海高程 178m 以下地带极有可能产生水库浸入灾害，建议在沿江大道内侧沿线设置深 5m 左右的排水盲沟及集水井，在库水位 175m 期间抽排地下水。5 地质与工程意义5.1 地质意义、和平广场滑坡区堆积体形成过程由于所处位置不同、基岩接受侵蚀强度不同和母岩的差异，其物质结构和组成也存在明显的差异。通过对和平广场堆积体物质的形成过程的分析不难发现，和平广场堆积体不具备同一的、大规模的滑

17、坡成因特点，而是伴随着三峡地区地壳的缓慢抬升、长江河床下切，逐步堆积形成的。、 “和平广场滑坡群” 并非是滑动面为近水平的基岩滑坡群，而是堆积于长江及其支流苎溪河北岸台地上的、以崩滑堆积为主，坡积、河流冲积等为辅的混合成因的松散堆积体。5.2 工程意义本勘察成果经国家审查认为“对滑坡防治工程有重大指导意义”。为此，为国家节约数亿元的资金。Substance Comprises Characteristic 、Forming Process and preventing Countermeasure of Accumulation of Wan Zhou He Ping Guang Chang

18、Landslide Zone in Reservoir Region of the Three GorgeSu ai-jun Sun yun-zhi Wang jun-huai Liu hong-xin(.The Yangtze Research Institute of Geo-technique and Survey, Changjiang Water Resources Commission，Wuhan 430011)Abstract Wan Zhou He Ping Guang Chang landslide zone ,for short HPGC, in reservoir reg

19、ion of the Three Gorge ,which is locate in Wan Zhou main town of Chong Qing city ,where lie to north bank of Chang Jiang and is intersection of Chang Jiang and its branch called Zhu Xi river. It is one of the Four Massiness Landslide, which were ranked investigation and prevention signified in reser

20、voir region of the Three Gorge. the geological baby of HPGC is a loose accumulation mixed, which comprised human activity accumulation, collapse-slide accumulation, weathering residual deposits and alluvium. Substance comprises characteristic of HPGC testified it true that accumulation of HPGC had n

21、ot been characteristic slid with identical and large scale, but it had being accumulated step by step with the earths crust uplifted slowly of the Three Gorge region and while bed of Chang Jiang river cut down, which is significant conclusion. That is very important guidance significance for engineering of HPGC slide and bank collapse preventing.keyword Substance of accumulation Alluvium Forming process “中国地质学会工程地质专业委员会第七届全国工程地质大会”6Preventing countermeasure the Three Gorge Reservoir Region Wan Zhou He Ping Guang Chang