长江三峡链子崖危岩体概况

第1页共14页长江三峡链子崖危岩体概况摘录自《长江三峡链子崖危岩体稳定分析》（天津大学水利水电工程专业李萍硕士论文）第四章链子崖危岩体的发育特征4.1长江三峡工程库区崩塌滑坡发育概况长江三峡工程库区崩塌滑坡发育。经历年调查，在1380km长的干流库岸和31条主要支流约1651km长的库岸，发现残体大于10×104m3的崩塌滑坡及危岩变形体共428个，总体积达276576.19×104m3；支流126个，体积145024×104m3。今后，随着人类活动的不断加剧，三峡工程的蓄水和移民迁建地质工作的深入，崩塌滑坡的数量和体积还将增加。长江三峡崩塌坡发育，崩、滑、流等地质灾害频繁。长江三峡工程库区崩塌、滑坡的分布具有明显的地带性，主要受地层岩性、地质构造、河谷地貌和岸坡结构类型的控制。地质构造对崩塌，滑坡的控制主要表现为：多个构造体系交接复合部位、褶皱和断裂发育部位、紧密褶皱轴部及其转折部位、背斜倾伏端和向斜杨起端崩塌、滑坡较多。崩塌、滑坡的分布，很大程度上决定于河谷段的顺向岸坡段，滑坡密集，如奉节的李家坝至故陵、云阳的大河沟至兴隆滩等段。当河流横穿背斜峡谷时，崩塌、滑坡主要发生在背斜两翼，即峡谷的进、出口段，如兵书宝剑峡出口的新滩至庙河、巫峡出口的官渡口至作揖沱等段。位于秭归县新滩滑坡对岸的链子崖危岩体（体积约314×104m3），近年变形活动持续不断。逐年有加剧发展势头，存在发生大规模崩塌滑波的危险征兆。若任其发展，一旦发生大规模崩塌滑坡灾害事件，我国的黄金水道——长江将有可能严重碍航，甚至断航，危及附近城镇居民生命财产安全，影响三峡工程建设和沿江地区国民经济的发展和社会稳定。预报防灾重点首推链子崖危岩体和黄腊石滑坡。4.2链子崖危岩体链子崖危体位于长江西陵峡的兵书定剑峡出口处南岸，与北岸新滩滑坡隔江对峙，紧扼川江航道咽喉；下距正在兴建的三峡水利枢纽工程26.5km，上距秭归县城15.5km，地处西陵峡新滩崩塌、滑坡频发区。历史上曾发生崩塌、滑坡14次。1985年6月新滩滑坡将千年古镇新滩镇——摧毁入江，被迫停航12d。列为重大地质灾害专项治理工程，现即完成危岩体防治工程任务。第2页共14页4.2.1危岩区地质环境4.2.1.1地层岩性链子崖地段，自东至西依次出露志留系至二叠系地层，第四系松散堆积物仅在局部地段分布。其中，志留系、泥盆系砂页岩构成猴子岭堆积层斜坡的滑床，堆积物为崩积块石；二叠系以厚层石灰岩为主，其间夹数十层薄层炭岩页岩，构成陡崖与危岩体；二叠系底部（马鞍段）1.6～4.2m厚的煤系地图4-2-1链子崖危岩体剖面图层组成危岩体的软弱基座；软基座下为石炭系黄龙灰岩。4.2.1.2地质构造与地震链子崖危岩区位于黄陵背斜西翼，地层呈单斜构造，挟持于北北东向仙女山和北北西向九湾溪两活动性断裂之间，构造裂隙发育。频繁的微弱地震是本区的地震特点。4.2.1.3水文地质区内地下水主要有碳酸盐岩岩溶水和碎屑岩裂隙水两大类。含水层与隔水层相间分布，构成多层状水文地质结构。栖霞灰岩为强透水体。地下水主要靠大气降水补给。地表水顺裂缝下渗，以管道岩溶裂隙水为主。链子崖地处鄂西暴雨区内，雨量充沛，具多久雨，暴雨的特点。第四章链子崖危岩体的发育特征4.3危岩体工程地质特征4.3.1链子崖基本特征链子崖地形陡峻，岩体软硬相间，主要由下二叠统坚硬栖霞灰岩夹薄层页岩组成，坐落于1．6～4．2m厚的马鞍山煤系软弱地层之上，岩层走向为北30°～50°东，倾向北西，倾角27°～35°。崖体总体呈南北向展布，北宽南窄，南高北低，俯视长江，崖顶面向北西倾斜，分布高程为180～495m之间。崖下东侧展布着与其平行的猴子岭斜坡；崖上西侧筲箕洼至雷劈石滑坡毗邻。链子崖在长约700m、宽30～180m范围内发育有58条裂缝，将岩体切割成3个危岩区。Ⅰ区——T0——T6缝危岩区：位于链子崖南部，其南、西分别以T0和T6缝为界，北东侧临空，高约110m，底部以煤层为界，呈不规则菱形块体；南北向长220m，体积86.5×104m3。T1、T2、T3、T4及T5缝组。Ⅱ区——T7缝危岩区：以T7缝切割出一南北向长50m，东西宽约5～15m、高73m的上宽下窄的楔形岩体体积约2×104m3，斜贴于陡崖之上。Ⅲ区——T8——T12缝危岩区。危岩区西以T12缝和F3断层为界，南以T8-1-1缝为界，东、北两面为陡崖，底部为马鞍山组煤系。危岩体平面似扇形，北西向长约200m，北东第3页共14页向宽100m，陡崖高山60～90m，体积约226×104m3。后者习惯称“5万方”危岩。此外，受T11、T14、T15号缝围限的一表层滑移体俗称“7千方”滑体。4.3.2岩体结构特征链子崖危岩体由岩石块体、各种结构面（软弱夹层、裂隙、断层等）及块体之间的空隙、空区所组成。其结构特征主要受地层岩性、地质构造和外动力因素所制约。底部为煤层，其上为中厚层状灰岩夹岩干层薄层状炭质页岩，总体为二元结构。危岩区内发育两个独立的岩溶系统。危岩下煤层老采区内采空率为68%～90%，部分用矿渣回填。4.3.3危岩体裂缝发育特征裂缝是链子崖危岩的主要特征。经多年详细勘察证实，链子崖危岩被58条裂缝肢解。其中，规模较大的T0——T13号缝，长25～160m，张开宽0.1～5.2m，表5-1软弱夹层特征表切深49～148m,T1、T2、T3、T4、T5、T6、T8、T9、T11、T12等缝均下延至煤系的R001软层（表1-2-3）。裂缝大我追踪构造结构面发育，如T6、T8、T9、T1缝，分别追踪F7、F26、F9、F3断层发育，T0——T5缝明显追踪构造裂隙呈“之”字形转析。第4页共14页表5-2链子崖危岩体主要断层表4.4危岩体形成机制危岩体形成机制比较复杂，有地质与人类工程活动等多方面的影响因素，其中以追踪构造裂隙的崖壁卸荷开裂和崖下挖煤采空诱发的地面变形占主导地位。（1）危岩体岩石上硬下软，底部由软弱煤系地层形成软基座。在此岩层组合条下，底部煤系层及炭质页岩等软层在上覆岩体重力作用下，易产生塑性变形，并导致上部易产生脆性破裂的坚硬岩层开裂。（2）危岩体裂缝的形成和发展，明显受构造的控制，主裂缝追踪断层和裂隙发育。构造断裂的切割，为岩体形破坏提供了有利的边界条件。（3）自第四纪以来，三峡地区整体抬升，江水迅速下切，形成高陡临空面，并在此过程中产生较强的卸荷作用，使坡体产生卸荷裂隙，且大多追踪构造面发育，逐渐形成地表裂缝。（4）底部煤层采空是形成链子崖大规模山体开裂和变形的最大、最直接的原因。其它还有水的作用、岩体的重力作用、江水掏蚀作用、地震作用、爆破振动作用和温差效应等内外营力作用等。4.4.1危岩体防治工程方案和监测危岩体防治工程包括：（1）煤层采空区承重阻滑工程（2）危岩体预应力锚索加固工程（3）危岩体喷锚支护工程（4）危岩体地表防排水工程（5）防冲拦石坝工程第5页共14页危岩体变形监测：先后在链子崖危岩区选用了9种监测，即：①岩体位移监测；②裂缝变形监测；③一号平硐位移监测；④裂缝变化自动记录监测；⑤岩体声发射活动监测；⑥地面倾斜监测；⑦地下水动态监测；⑧核桃背应力变化监测；⑨环境因素（降雨量、气温、长江水位）监测。4.4.2危岩体变形特征综上分析，链子崖危岩区裂缝及其分割岩体有以下变形特征[49]：（1）T0—T6缝区变形规律是：裂缝作相对张开、合拢、位错及不均匀下沉变化，南、西边界T2、T6张开，缝内充填物下沉；T2—T6缝北东侧岩体有下沉变化，并朝北东向（临空陡壁）累进位移，处于匀速变形向加速变形发展的状态，尤以T5-3—T6缝割裂岩体变形为甚，有率先倾倒崩塌之势。（2）T8—T12缝区变形发展趋势是：裂缝做相对张开、闭合、位错及下沉变化，T8缝以张开为主，T9缝闭合，T12缝位错、下沉，T15缝张开。总体处于不均匀沉陷和局部蠕动滑移的匀速变形阶段。近陡崖处地面与前缘的块体变形活跃；崖下PD1和PD6探硐内变化显示山压加强；前缘5万方危岩和7知方滑体宏观变形强烈，有向加速变形发展的趋势，抓住有利时机，及早防治，很有必要。（3）从T5-3—T6缝间危岩和5万方危岩所处地质条件、地貌特征及变形迹象、位移速率、发展势态与崩塌历史综合分析，预测前者较后者先发生失稳破不。但因后者临近江边，危害严重，事关重大，故应予高度重视。（4）T7缝区危岩和雷劈石古滑坡有位移显示，但还不明显，有待继续观测。核桃背山体处于稳定状态，对倾伏于其上的T8—T12缝危岩体起了支撑阻滑作危岩体变形的主要影响因素链子崖危岩区山体裂变形，有自然地质与人为活动等多主面的影响因素，如岩层组合、构造切割、临空卸荷、岩体重力、地震、大气降雨和挖煤采空、坑槽硐探、钻探、暴破震动等。其中，以陡崖卸荷开裂和挖煤采空诱发的地面变形占主导地位。链子崖地形、地质条件复杂，监测环境恶劣，现今岩体变形的主要影响因素是挖煤采空和不适当的人类工程活动（坑槽硐、钻探施工）以及雨水的作用。第6页共14页摘录自:岩石力学与工程学报1999.10.第18卷15期长江三峡链子崖危岩体防治工程研究刘传正张明霞(国土资源部环境地质研究所,北京)1引言链子崖危岩体位于长江三峡西陵峡段的南岸,与江北的新滩大滑坡(1985年6月12日发生)隔江对峙,下距三峡大坝27km。该危岩体被发现于1964年,随后开始了长达近30年的勘察监测工作。1992年,中国政府正式批准进行工程治理,1995年5月开工。链子崖由南部的T0～6缝区(体积约8.0×105m3),中部的T7缝区(体积约2×104m3)和北部的T8～T12缝区(体积约2.5×106m3)三部分组成,其崖顶尚有雷劈石古滑坡,崖东有猴子岭崩积体,崖西发育了鸡公岭座滑体(图1)。T8～T12缝区是链子崖危岩体的主体部分,它紧临长江,成为直接威胁长江航运和三峡大坝安全的重大地质灾害,是工程防治的重点,也是我们研究的重点[1～4]。2危岩体地质特征2.1结构特征链子崖危岩体T8～T12缝段东、北两面临空,均为高近百米的陡崖,东壁近南北向展布,北壁呈北西西向,与长江近于平行。西部以T12缝为界靠在稳定山体核桃背上,南界是拉开的T8缝组,底界为煤层采空区。二迭纪石灰岩构成链子崖的主体,其基座为石炭纪石灰岩。危岩体为层状倾斜岩体,走向N40E,倾向310°,倾角30°。使危岩体未发生滑移破坏的力有两个来源,一是其底部的煤层采空区(R001)的支撑,二是T12缝面的抵挡和摩阻作用(T12的产状N5°W∠65°)。在竖向上,岩体被一系列软弱岩层所隔,起控制作用者自下而上依次编为R001,R202,R301和R401。在南北方向上,岩体被T8-1-1,T8-1-2,T9和T11等一系列宽大裂缝所切割,裂缝宽度0.3～1.5m,深度150m左右,止于R001。如以R001的界线作为恢复该山体原貌的标准界线,则从下到上各主要层面控制的岩体依次减少,即R202控制的范围已减少了约三分之一,R301控第7页共14页制的范围约减少二分之一,而R401控制的范围则减少了三分之二。一个普遍的规律是:R001,R202,R301和R401等控制的岩体,只在东和北两个方向发生崩滑破坏,即在真倾向与NE方向之间发生,且以正北方向为主,而非以真倾向为主,破坏的结果反映在岩体的东北部。该岩体切割到煤层采空区(R001)的裂缝都是上宽下窄。整个缝群呈东部撒开,西部收敛的“扫帚状”或“扇形”。由于向南是上山方向,向西有核桃背阻挡,链子崖危岩体实现了向北的比较典型的“视滑力作用”,形成了今日的“扇形”开裂变形图象。PD4平硐内的开裂落石说明,T12缝南端与T8缝的连接处已是拉应力作用区,且沿T8缝组整体都是拉应力作用区,其东段拉力作用较大(视滑力作用的表现形式),裂缝开度较大;其西段拉力较小,裂缝开度也较小。平面上,核桃背的抵挡抗滑作用是通过T12缝北段的摩阻约束来实现的,即较长的北段为压应力作用区,而较短的南段则是拉应力作用区。2.2煤层采空区(R001)据历史文献记载和民间传说,链子崖危岩体底部的煤层开采约起于1542年(明嘉靖年间),1967年政府禁采崖下煤