第4章 了解和预防水库滑坡水库(1)

根据典型滑坡的地质条件及水库蓄水后的变形特征，可以将水库滑坡分为直接诱发型和间接诱发型两大类。

直接诱发型

直接诱发型是指滑坡因为水库的原因变形或者失去平衡，从而引发山体滑坡的现象。主要包括软化效应及悬浮减重效应诱发型、动水压力诱发型和库岸再造诱发型三大类。

（1）软化效应及悬浮减重效应诱发型：这是由水库引发滑坡最常见的一种类型，软化主要表现在水岩相互作用，滑带在水的作用下软化，物理力学性质下降，并且这种软化的性质是不能逆反的。经过研究表示悬浮减重效应对库岸滑坡抗滑段有主导作用，但是软化效果更能催进滑坡的移动。

（2）动水压力诱发型：水库蓄水以后，因为发电或者是抗洪，库水位就会下降，这样就会产生渗透动水压力。这种压力一般和滑坡的滑动方向一致，这样就会导致滑坡产生滑动。当滑体内有透水性比较弱或者有不透水的岩层存在的时候，库水位的突然降低就会大大破坏滑坡的稳定性。

（3）库岸再造诱发型：水库装水之后，一定会产生库岸再造，从相关资料可以表明，库岸再造影响范围在库水位以上30~50米。这么大的范围，倒塌的岸坡和库水位对坡体的掏蚀一定会对坡体的稳定性产生非常大的影响。特别是当坡体的抗滑段处于库岸再造影响范围，坡体的稳定性就会变得更差，导致失稳，形成滑坡。

间接诱发型

间接诱发型指水库对滑坡的产生所起的作用是间接的。一般表现就是水库蓄水和其他诱发因素组合或在水库对滑坡影响时被其他的诱发因素利用。一般分为蓄水加水库诱发地震组合型和水库蓄水加暴雨组合型两种类型。

（1）蓄水加水库诱发地震组合型：印度学者古哈曾对这种类型情况做了专门的研究，研究认为水库诱发地震的上限为7级。我国新丰江水库诱发地震。震中烈度达到8度，右岸坝段产生82米的裂缝，同时也诱发库岸滑坡。其中6级以上的地震实例也有很多，例如我国的新丰江水库6.1级、希腊的克里马斯塔水库6.3级、印度的枫依纳水库6.5级等。有资料统计显示，世界上已经建成的水库中约有1／1000曾发生过水库诱发地震，世界上已发生的132例水库诱发地震中，在我国就占22例，成为世界上发生水库诱发地震最多的国家，这种出现过水库诱发地震的滑坡震中分布在库区，十分不利于库岸滑坡的稳定。

（2）水库蓄水加暴雨组合型：水库蓄水本身并不能使滑坡造成破坏，但是它能够使它发生形变，这样的话就会使地表出现很多裂缝，地表里的水就会在坡体里面汇集和运转，从而促使滑坡发生滑动破坏。长江鸡扒子滑坡就是最典型例子，连续不断的降雨使长江流域的水位突然猛涨，以致鸡扒子滑坡发生了地表开裂的变形状况，雨水进入裂缝之后使鸡扒子滑坡的情况进一步恶化。

值得注意的是：水库蓄水只能够算是诱发和促进滑坡的形成因素，并不能算是主要因素。坡体的变形才是造成滑坡的根本原因，坡体自身特定的地质结构和特殊的岩土体力学作用决定滑坡是否发生。

水库与滑坡的关系

水库滑坡的危害主要表现在以下两个方面：

（1）大量的岩土体落入水库中，占了一部分可以储水的地方，甚至形成“坝前坝”，使水库不能继续使用。

（2）滑坡体高速滑入水库，形成巨大的波浪，直接影响着大坝的安全及电站的运营。

水库滑坡与库水之间的关系

水库库岸滑坡存在一般山地滑坡的共同特点，但也有它与众不同的一面。它的主要特殊性跟水库的水位有直接的关系。因为滑坡和其他因素的相互作用，水库在蓄水过程中极有可能会诱发水库地震。

（1）当水库水位上升的时候，坡体浸水体积增加，减少了滑面上的有效应力或抗滑阻力，部分滑动带饱和以后强度就会降低。

（2）当水库的水位突然下降的时候，坡体中的地下水位下降速度相对比较慢，这时候坡体内就会产生超孔隙水压力。所有这些都会对滑坡的稳定带来一定的麻烦。

水库滑坡的特点

水库滑坡的特殊性

水库滑坡属于滑坡的一种，所以它有一切滑坡具有的特点，因为它的主要作用是蓄积水和防止干旱，所以它又存在一定的特殊性，特殊性在于水库运营和水库蓄水所地质环境的不断变化。主要体现在下面几个方面：

（1）水库蓄水造成岩土体的悬浮减重效应和强度软化效应这样容易改变滑坡体的稳定形态。

（2）库水位的上升、下降变化过大，容易产生动水压力从而改变滑坡体的平衡，诱发滑坡体的变形与破坏。

（3）在蓄水过程中，位于水位面以下的岩石容易随着水库水位下降发生固结沉降，从而导致坡体的变形，造成破坏。

（4）水库的蓄水能够诱发地震，地震又能诱发滑坡。

水库滑坡的特征要素

水库滑坡的基本特征包括潜在滑动的斜坡库岸和经常波动的库水位。它的特征主要包括：

（1）水库滑坡体。已经发生过或者即将发生的整体滑移的水库岸坡岩（土）体。

（2）滑坡体边界。滑坡体和周边不动岩（土）体（稳定的坡体）在平面上的分界线。

（3）滑坡破裂壁。滑坡体后缘脱离不动岩（土）体暴露在外面的那个面叫做滑坡裂缝。

（4）滑坡台阶与滑坡埂。由于各段岩（土）体滑动速度的差异，在滑坡体上面形成的类似台阶一样的错台称滑坡台阶；如果台阶因为旋转发生倾斜，使台阶边缘成为陡峭狭窄的长梗，这就叫做滑坡埂。

（5）滑动面和滑床。滑坡体沿不动岩（土）体下滑的分界面称滑动面。滑动的时候下面不动的岩石体叫做滑床。

（6）滑动带。滑动面上部受滑动揉皱或抗剪强度较低的岩土带（厚数厘米至数米）。

（7）滑坡舌。滑坡体的前缘形如舌状的部分岩土体。

（8）滑动鼓丘。滑坡体前缘因受阻力而隆起的小丘。

（9）滑坡主滑线。滑坡体滑动速度最快的纵向线。它就是整个滑坡滑动方向的代表，大多数处于推力最大、滑床凹槽最深（滑坡体厚度）的纵断面上，在平面上可为直线或曲线。

（10）破裂缘。滑坡体在坡顶首先破裂的地方。

（11）封闭洼地。滑动时滑坡体与滑坡壁间拉开成沟槽，与它相邻的土地形成反坡地形的时候，也就是中间低、四边高的形状叫做封闭洼地。

（12）滑坡裂缝。按照它的受力状态可以分成以下几类。

①拉张裂缝：位于滑坡体上部，大多数情况是弧形和滑坡壁的方向平行。通常将其最外一条（即滑坡周界的裂缝）称滑坡主裂缝。

②剪切裂缝：位于滑坡体中部的两侧，这种裂缝的两侧经常会有羽毛形状的裂缝出现。

③鼓胀裂缝：位于滑坡体下部，它的方向和滑动方向垂直。

④扇形裂缝：位于滑坡体中下部，尤以滑舌部分为多，呈现放射的形态。

（13）正常蓄水位：不影响水库正常运行的条件下，为了满足设计的兴利要求在供水期时可以达到的最高水位。

（14）最低蓄水位：在水库正常运行的情况下，允许消落到的最低水位。

（15）水位消落深度：水库正常蓄水位和最低蓄水位之间的相对高度就叫做水位消落深度。

（16）设计蓄水位：水库与大坝的设计，洪水时在坝前到达的最高水位。

影响水库滑坡形成的因素

水库滑坡的形成要素

水库滑坡的形成是由于斜坡岩（土）体抗剪强度的降低及下滑力增大造成的。造成水库坡体斜坡岩（土）体抗剪强度降低及下滑力增大的因素很多，主要分为外在因素和内在因素两类。

1.内在因素

（1）地下水位的频繁变化。

（2）库区移民修建住房。

（3）修建公路等土木工程。

2.外在因素

（1）斜坡岩土体的地形地貌。

（2）斜坡岩土体的地质结构。

（3）斜坡岩土体的物质组成。

对水库滑坡来说，其产生滑移的原因往往是多方面的，很少是因为一个确定的因素或者是两个确定的因素引起的，往往是这些因素相互作用促使岩（土）体滑移。

水库滑坡地层的岩土性质

在库区斜坡岩土层中，形成水库滑坡的条件是受水构造、聚水条件（包括库水位骤降而滑坡体内水体难以及时排出）和软弱面（该软弱面也有隔水作用）等。

（1）在比较完整的硬质岩石地层中，发生水库滑坡的可能性比较小。但是如果岩体内夹有薄层（1.0～10.0厘米）软弱破碎带或极薄层（0.5～1.0厘米）泥化夹层，倾斜角相对比较陡，并且有地下水的时候，这层岩石有可能会沿软弱面（带）滑动，如三峡峡谷地段的链子崖、黄蜡石滑坡体。

（2）在软质易风化岩层（如沙页岩、泥岩、含煤贞岩、板岩、片麻岩等）中，失去水之后变得干燥就会破裂，或者是风化变成散粒石子，融入地下水，在各个层面间滑动。

（3）在黏性土地层，一般上部地层较松散，比如膨胀土在干旱时表层干裂，下雨的时候就容易渗到水里面，但是它的土体下部结实密集就会起到隔水的作用。当雨水下渗后，在其分界处构成软弱滑腻面，常使上层土体沿此软弱面滑动。

（4）在堆积土体内，如包括以崩积为主的松散堆积物、第四系坡积，当其含水量较大时，抗剪强度就会明显降低，容易产生圆弧滑动或沿下伏基岩顶面产生折线滑动。

库岸地质构造

（1）岩（土）体构造和产状对库岸斜坡岩（土）体的稳定、滑动面的形成和发展影响很大，通常情况下堆积层和下伏岩层的接触面越陡，它的下滑力就越大，滑坡的发生率也就越大。比较容易发生滑坡的地质构造有：

①活动性强的大构造单元的交接带易产生滑坡，比如在断褶带、块断带、槽向斜、槽背斜等活动性强的大构造单元。

②不稳定的斜坡岩土体、滑坡分布密集。

③有不同单元构成的接合面（带），滑坡分布也相对集中。

（2）大断层带附近常有滑坡体集中分布，大断层带周围的岩层被破坏，这样就为滑坡的形成和地下水的流动产生了条件，这种类型的滑坡大多数属于破碎的岩石滑坡或堆积层滑坡。

①断层交错部位，断层上盘，滑坡容易产生，则常有大型滑坡或滑坡群分布。

②倒转褶皱的轴部，岩层一部分破碎，它的破碎岩和堆积土分布比较集中，所以容易产生滑坡。

（3）当软弱面的结构成为上陡下缓的组合的时候容易产生滑坡。

①各种不同成分的结构面，包括不同风化程度的岩体接触面，当它的垂直临牵面方向形成上陡（大于60°）下缓（小于40°）的空间组合时，容易产生滑坡。

②因为这种原因造成软弱面暴露在外面的时候容易形成滑坡。

③大多数层面滑坡、构造面滑坡和接触面滑坡，都容易产生滑坡。

库岸地形地貌

库岸斜坡岩（土）体周边地形及地貌与斜坡岩（土）体滑动的产生有重要关系。

（1）从局部地形可以看出，当具有下陡中缓上陡的山坡地形和上部呈马蹄形的环状地形并且汇水面积比较大的时候，在坡积层中或沿基岩面容易形成滑坡。

（2）库岸两侧起伏不平的丘陵地貌，往往容易形成堆积层滑坡。

①在坚硬岩层分布区，如果是顺层的条件下，可以连续产生许多岩体顺层滑坡。

②在易风化成黏性土的岩层（如泥灰岩）分布区，以及第三系、第四系湖盆边缘的低丘地区，因为有残积的黏性土，所以这种类型的滑坡容易成片分布。

③当山体是由软硬相间的岩层组成时，常常会形成大量的顺层滑坡。

④若是由软层组成的洼槽，往往因为崩积、坡积或洪堆积形成的堆积物将洼槽占据，在地下水的作用下，形成堆积层滑坡。

⑤线状延伸的断层陡崖或它下面因为崩积、坡积地貌等原因形成的堆积层物质，容易在断层裂隙水或其他地表水、地下水作用下，沿着产生堆积物伏基岩面形成滑坡。

水库滑坡与库水位变化的关系

地下水位变化是产生水库滑坡最重要的外部因素之一，它包括雨水下渗和库水位升降引起的斜坡岩（土）体内地下水变化。

（1）天气干燥，土地表层就会出现龟裂。如果遇到大雨的话，就像一个行走在沙漠中的干渴的人突然看见水一样，尽量吸收。雨水顺着裂缝渗入斜坡岩（土）体内部而使斜坡岩（土）体内地下水位发生变化。地下水的增加，使土体的含水量变大，滑动面的抗滑力就会大大降低。由实验可知，黏性土的抗剪强度随土的含水量的增加而显著减小；地下水位的增高，增大了土体的重量，加大了浸湿范围，加剧了浸湿程度，降低了土体的黏聚力，这样容易使黏性土层中发生滑坡。

（2）水库滑坡与库水位变化有关，其水位涨落是影响水库滑坡产生的重要因素。水位下降，岸边土体就会被浸泡软化，水位下降时产生的动水压力，促进了库岸滑坡的形成。大量事实表明，大多数的水库滑坡就发生在水库降水的时候。库水上涨，库岸前缘或坡脚受库水位浸没、库水波浪等反复冲刷，这样容易改变地下水的运动状况，从而改变地下水运动条件，形成新的地下水通道，这也是造成新滑坡和使老滑坡复活的重要因素。

人为活动对水库滑坡的影响

很多滑坡的形成跟人为的活动有直接或者间接的关系。根据不完全统计，现代频繁发生的滑坡灾害至少有一半以上跟人为工程有关。水库滑坡就是人们改变山区河流自然条件而产生的一种滑坡。人为因素的破坏主要表现在三个方面：

（1）修筑拦河坝闸。为了提高发电率、减少洪水的暴发等，人为地控制了水库的水位，随意上升或者下降，这样容易造成水库两岸斜坡岩（土）体特别是两岸古滑坡体等滑动失稳。

（2）库区移民、村镇搬迁建设过程中在坡脚处挖坡造地、修路等，往往因切坡不当，破坏山体的支撑部分，使斜坡岩（土）体失去平衡然后形成山体滑坡。同时，村镇修建过程中大量弃土、弃渣往往堆弃在库区河道两侧，当这些废弃物处在古滑坡体不恰当的位置的时候，就会引起老滑坡体复活或造成新的滑坡。

（3）人为破坏山坡表层覆盖，破坏自然循环系统，造成地表水渗入地下太多，从而促进了斜坡岩土体的活动，加快了它的滑动变形。

影响水库滑坡的还有其他因素

（1）地震引发的滑坡也时有发生。例如在河川山谷修建大坝，使河流水位突然抬高上百米，人为地改造了水库及周边地应力，这样很容易诱发地震，水库周边的诱发地震又会引起水库两侧的斜坡岩（土）体的不稳定，出现滑动，形成地震—滑坡等一系列灾害。

（2）在水库边坡区爆破及机械振动等都可能引起滑坡，爆破的时候增加下滑力，振松土体结构，容易形成渗水，同时减小土体内抗剪强度，最终引起斜坡岩（土）体的滑动。

水库滑坡的预防和治理

了解水库滑坡的治理原理

找到问题等于解决了问题的一半。要想预防水库滑坡，就必须正确认识和鉴别水库滑坡。因为未发生滑坡前潜在变形体具有隐蔽性、复杂性、多样性、广阔性，仅仅从外表很难分辨出真正的滑坡，只有认识到潜在发展的滑坡变形体，并能分析变形的原因和类型，才能对症下药，找到解决滑坡的好办法。因此，要做好水库滑坡的防治工作，首先就要正确认识和鉴别滑坡体。

进行水库滑坡调查

1.水库滑坡调查特点

（1）由大到小。