塌岸防治理論與護(hù)岸措施

1、地質(zhì)災(zāi)害防治理論及技術(shù)塌 岸 篇塌岸災(zāi)害防治理論及技術(shù)2提 綱一、 塌岸概述二、 塌岸的預(yù)測(cè)方法三、 塌岸的防治理念四、 庫(kù)岸防護(hù)方案適宜性分析一、 塌岸概述3塌岸災(zāi)害防治理論及技術(shù)塌岸的基本認(rèn)識(shí) 定義：塌岸是指河湖岸坡，在地表水流沖蝕和地下水潛蝕作用下所造成的岸坡變形和破壞現(xiàn)象。 水庫(kù)塌岸：水庫(kù)蓄水后，土質(zhì)岸坡發(fā)生的坍塌破壞現(xiàn)象。又稱水庫(kù)邊岸再造。它是某些水庫(kù)的重要環(huán)境地質(zhì)問題。 庫(kù)岸再造：水庫(kù)蓄水及運(yùn)行過程中，庫(kù)岸所處的地質(zhì)環(huán)境將發(fā)生顯著改變，自然平衡條件遭到破壞，從而引起岸坡變形失穩(wěn)，庫(kù)岸線也逐漸后退，直至達(dá)到新的平衡狀態(tài)為止，這一過程稱為庫(kù)岸再造。4塌岸災(zāi)害防治理論及技術(shù)黃河沙口段塌岸

2、5塌岸災(zāi)害防治理論及技術(shù)庫(kù)區(qū)典型塌岸模式 1、沖蝕磨蝕型：緩慢、再造規(guī)模小，近似河岸再造。 2、坍塌型：條件：岸坡坡腳物質(zhì)被侵蝕，基座被軟化，局部下錯(cuò)或者坍塌。 a）沖刷浪坎型：特征：階梯斜坡狀，破壞高度和風(fēng)浪爬高有明顯關(guān)系。 b）坍塌后退型：特征：岸坡坡腳被淘蝕為凹槽狀。 條件：岸坡土體抗沖刷能力差， 水流直接作用于岸坡。 c）塌陷型：特征：周圍土體由四周向中心發(fā)生變形破壞。 條件：岸坡中下伏空洞或局部發(fā)生凹陷。一、 塌岸概述6塌岸災(zāi)害防治理論及技術(shù)庫(kù)區(qū)典型塌岸模式 3、崩塌（落）型：條件：發(fā)育有不利于巖體穩(wěn)定的節(jié)理裂隙，強(qiáng)風(fēng)化、卸荷。 a）塊狀崩塌（落）型：特點(diǎn)：沿著節(jié)理裂隙面發(fā)生的崩塌崩

3、落現(xiàn)象。 b）軟弱基座型：條件：巖層傾向坡內(nèi)的上硬下軟的結(jié)構(gòu)型岸坡，小規(guī)模。 特點(diǎn)：巖層是傾向坡內(nèi)的，巖層傾角一般小于15。 c）凹巖腔型：特點(diǎn)：形成懸臂梁結(jié)構(gòu)，深度達(dá)12m的凹巖腔，拉裂坡壞。一、 塌岸概述7塌岸災(zāi)害防治理論及技術(shù) 4、滑移型：特點(diǎn)：向臨空方向發(fā)生整體滑移的庫(kù)岸再造，規(guī)模大。 a）古滑坡復(fù)活型：整體或局部復(fù)活的古滑坡。 b）深厚松散堆積層淺表部滑移型：c）沿基覆界面滑移型：較淺的堆積體岸坡，沿著基覆界面發(fā)生整體滑移。特點(diǎn)：厚層堆積體出現(xiàn)表層蠕滑變形或前緣局部 滑移變形現(xiàn)象。庫(kù)區(qū)典型塌岸模式一、 塌岸概述8塌岸災(zāi)害防治理論及技術(shù) d）基層順層滑移型（千將坪滑坡、瓦伊昂滑坡） 特

4、征：中等或者中緩傾角的順層基巖岸坡中，基巖中存在軟弱夾層，蓄水后，軟弱層在水的浸泡下發(fā)生軟化，抗剪強(qiáng)度大幅降低，出現(xiàn)沿軟弱層的整體滑動(dòng)。 5、流土型：特征：岸坡土體飽和吸水后，重力作用下沿坡向下發(fā)生塑性流動(dòng)。條件：第四紀(jì)松散堆積層庫(kù)區(qū)典型塌岸模式一、 塌岸概述9塌岸災(zāi)害防治理論及技術(shù)不同塌岸模式的發(fā)展演進(jìn)過程 研究顯示，不同類型的塌岸其發(fā)展演化的過程往往差別較大。水庫(kù)岸坡受巖土體結(jié)構(gòu)、地形地貌等的影響，會(huì)呈現(xiàn)不同的變形破壞形式，塌岸的發(fā)展演化方式和進(jìn)程也不盡相同。一、 塌岸概述10塌岸災(zāi)害防治理論及技術(shù)不同塌岸模式的發(fā)展演進(jìn)過程一、 塌岸概述11塌岸災(zāi)害防治理論及技術(shù)不同塌岸模式的發(fā)展演進(jìn)過程

5、一、 塌岸概述12塌岸災(zāi)害防治理論及技術(shù)影響塌岸的因素 1、坡度：坡度越陡，前緣坡腳處最大剪應(yīng)力越集中，同時(shí)在岸坡頂部，最容易產(chǎn)生拉應(yīng)力集中，這種應(yīng)力集中和分異的特征對(duì)岸坡的穩(wěn)定性最不利。坡度小于15，一般不會(huì)產(chǎn)生模型的塌岸；坡度介于1528，易產(chǎn)生沖蝕磨蝕型塌岸；坡度大于30，易產(chǎn)生坍塌或者滑移型塌岸。 2、坡高：隨著坡高的增加，坡體在坡面附近承受的應(yīng)力量值將會(huì)增加，而由此在坡腳引起的剪應(yīng)力集中程度也會(huì)隨著坡高的增加而增大，并且坡腳則是河流或庫(kù)水沖刷最為強(qiáng)烈的部位。因此容易產(chǎn)生塌岸現(xiàn)象。一、 塌岸概述13塌岸災(zāi)害防治理論及技術(shù) 3、坡型：岸坡形態(tài)與塌岸也有著密切的關(guān)系。岸坡形態(tài)是外界營(yíng)力共同

6、作用的結(jié)果，凸形或凹形坡，坡體內(nèi)應(yīng)力集中的程度和位置往往也不同。凸形坡的突出部位往往拉應(yīng)力集中，而且?guī)焖畬?duì)凸形坡的沖刷現(xiàn)象也更為嚴(yán)重。因此，岸坡凸出，則容易產(chǎn)生塌岸。 4、植被影響：植被越發(fā)育，植物根系對(duì)岸坡的保護(hù)作用越大，水土流失相對(duì)越少。同時(shí)，植被能減弱波浪對(duì)岸坡的沖刷力，增加岸坡土體的抗沖刷能力，因此不易產(chǎn)生塌岸。調(diào)查資料顯示，植被發(fā)育的岸坡，其穩(wěn)定性相對(duì)較好，塌岸越少。反之亦然。影響塌岸的因素一、 塌岸概述14塌岸災(zāi)害防治理論及技術(shù)塌岸的危害和主要影響 1、大量土體坍塌入庫(kù)產(chǎn)生淤泥，減少庫(kù)容，對(duì)庫(kù)容較小的山區(qū)水庫(kù)影響很大。2、塌落物可淤塞、填堵引水建筑物。5、壩前庫(kù)岸如發(fā)生塌岸，將影響

7、大壩安全。3、庫(kù)岸后移，使庫(kù)邊農(nóng)田、建筑物、道路遭受損毀。 4、如預(yù)測(cè)塌岸嚴(yán)重，將影響開發(fā)方案、壩址或設(shè)計(jì)蓄水位的選擇等。一、 塌岸概述二、 塌岸的預(yù)測(cè)方法15塌岸災(zāi)害防治理論及技術(shù)影響塌岸的因素錯(cuò)綜復(fù)雜，包括巖性、結(jié)構(gòu)、庫(kù)岸形態(tài)、波浪作用、水文地質(zhì)條件、淤積速度等等。因此，很難建立一種包括上述諸因素在內(nèi)的、預(yù)測(cè)坍岸發(fā)生與發(fā)展的理論或計(jì)算公式。目前，只能通過某些假設(shè)條件，在理論研究的基礎(chǔ)上，建立近似的并盡可能接近實(shí)際的坍岸預(yù)測(cè)方法或理論計(jì)算公式，以達(dá)到預(yù)測(cè)塌岸范圍的目的。常用塌岸預(yù)測(cè)方法：塌岸預(yù)測(cè)類比法、塌岸預(yù)測(cè)動(dòng)力法 、卡丘金法、佐洛塔廖夫圖解法、平衡剖面法等。二、 塌岸的預(yù)測(cè)方法16塌岸災(zāi)

8、害防治理論及技術(shù) 1、塌岸預(yù)測(cè)類比法：類比已知條件相似的水庫(kù)岸坡的剖面，繪制待預(yù)測(cè)岸坡的塌岸剖面。 2、塌岸預(yù)測(cè)動(dòng)力法：塌岸量與波能和巖土抗沖刷強(qiáng)度之間的“關(guān)系方程”：式中，Q為庫(kù)岸單位寬度內(nèi)被沖刷的巖土體體積（m3/m）E為波浪單位時(shí)間作用在單位寬度庫(kù)岸的動(dòng)能（tm）kp為巖土體的抗沖刷系數(shù)（m3/t）t為水庫(kù)運(yùn)營(yíng)年限b為經(jīng)驗(yàn)常數(shù)，取決于濱岸淺灘中堆積部分的寬度，一般0.450.95. 該方法有一定的物理依據(jù)，但“關(guān)系方程”的建立需要一定量的觀測(cè)樣本，難以獲得，一般僅用于海岸工程領(lǐng)域。二、 塌岸的預(yù)測(cè)方法17塌岸災(zāi)害防治理論及技術(shù) 3、塌岸預(yù)測(cè)統(tǒng)計(jì)法：主要是依據(jù)已建成水庫(kù)的觀測(cè)資料，用數(shù)據(jù)統(tǒng)

9、計(jì)的方法建立庫(kù)岸再造的規(guī)模、速度、與各種自然因素的統(tǒng)計(jì)關(guān)系，借以預(yù)測(cè)水庫(kù)庫(kù)岸的庫(kù)岸再造過程。一般用于宏觀控制塌岸規(guī)模。 4、塌岸預(yù)測(cè)經(jīng)驗(yàn)法： 目前，主要的預(yù)測(cè)方法包括： 卡丘金法、佐洛塔廖夫法、平衡剖面法三種。 （此處不再贅述） 準(zhǔn)確的塌岸預(yù)測(cè)不是一次完成的，必須對(duì)水庫(kù)運(yùn)行期間的塌岸剖面進(jìn)行跟蹤式水準(zhǔn)測(cè)量，用以檢驗(yàn)、修正、和再預(yù)測(cè)，使預(yù)測(cè)結(jié)果逼近真實(shí)。三、 塌岸的防治理念 庫(kù)岸的防護(hù)與處治是一項(xiàng)綜合性的工程，它與庫(kù)區(qū)的城市建設(shè)和庫(kù)區(qū)沿岸的鐵路、公路和港口碼頭等基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)是緊密相關(guān)的。一方面，庫(kù)岸的坍塌和滑坡等地質(zhì)災(zāi)害極大地影響和制約著庫(kù)區(qū)的城市建設(shè)和庫(kù)區(qū)沿岸的鐵路、公路和港口碼頭等基礎(chǔ)設(shè)施

10、的建設(shè)，這些工程建設(shè)需要有穩(wěn)定的庫(kù)岸；另一方面，合理的城市建設(shè)和庫(kù)區(qū)沿岸的鐵路、公路和港口碼頭等基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，又會(huì)對(duì)庫(kù)岸坍塌和沿岸滑坡等地質(zhì)災(zāi)害起到防護(hù)或治理的作用。因此在進(jìn)行庫(kù)區(qū)防護(hù)工程的規(guī)劃、設(shè)計(jì)和建設(shè)時(shí)，應(yīng)遵循下述原則： 塌岸災(zāi)害防治理論及技術(shù)18塌岸的防治原則19塌岸災(zāi)害防治理論及技術(shù)三、 塌岸的防治理念塌岸的防治原則1、科學(xué)規(guī)劃，統(tǒng)籌兼顧，綜合治理； 2、滿足城市建設(shè)、沿江公路建設(shè)和港口碼頭建設(shè)等功能的需要； 3、充分分析庫(kù)岸坍塌或滑坡的形成原因，明確其影響因素和影響力的程度； 4、充分結(jié)合城市設(shè)施、沿江公路和港口碼頭等工程的規(guī)劃、設(shè)計(jì)和建設(shè)，合理確定防護(hù)結(jié)構(gòu)物的型式、布置方式和設(shè)

11、計(jì)計(jì)算技術(shù)參數(shù)；20塌岸災(zāi)害防治理論及技術(shù)三、 塌岸的防治理念 5、充分論證結(jié)合城市設(shè)施、沿江公路和港口碼頭等工程的合理結(jié)構(gòu)型式，采用綜合性的防護(hù)工程措施在技術(shù)上的可能性和在經(jīng)濟(jì)方面的合理性； 6、設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分考慮庫(kù)岸坍塌和滑坡等地質(zhì)災(zāi)害與城鎮(zhèn)建設(shè)(大量的密集建筑物等)和港口建設(shè)(大規(guī)模的堆場(chǎng)荷載等)及其它工程建設(shè)(如沿江公路建設(shè)時(shí)的高填方路堤等)的相互作用和相互影響，合理確定綜合性的防護(hù)工程的受載體系和計(jì)算一體化的計(jì)算模型；塌岸的防治原則21塌岸災(zāi)害防治理論及技術(shù)三、 塌岸的防治理念 7、要密切注意人為的不當(dāng)活動(dòng)(如不規(guī)范的施工方法：長(zhǎng)距離的切腳、大規(guī)模的開膛破肚、不合理的大量棄土堆積等行為

12、)，避免形成新的滑坡或崩塌等災(zāi)害發(fā)生； 在進(jìn)行庫(kù)區(qū)防護(hù)工程設(shè)計(jì)中，應(yīng)注意因高水位持續(xù)期長(zhǎng)，防護(hù)工程經(jīng)常臨水，庫(kù)區(qū)水面寬廣，風(fēng)生涌浪較大等因素；同時(shí)也要充分考慮庫(kù)區(qū)沿岸城市為山區(qū)城市的地形、地貌的特點(diǎn)和城市的布局(一般為上重下輕的格局)特點(diǎn)，合理確定防護(hù)工程的頂部高程，盡可能減少人為的附加重量，從而降低防治工程的難度。塌岸的防治原則22塌岸災(zāi)害防治理論及技術(shù)三、 塌岸的防治理念塌岸的防護(hù)工程措施 防護(hù)工程主要對(duì)庫(kù)岸起保護(hù)作用，這類工程可采取以下措施： 1、構(gòu)筑防護(hù)堤或防洪墻和設(shè)置防浸排澇措施，保護(hù)現(xiàn)有對(duì)象，如城市設(shè)施、交通設(shè)施、文物古跡及其它有價(jià)值的國(guó)民經(jīng)濟(jì)對(duì)象。 2、采取改善居住和作物生長(zhǎng)條件

13、的防澇、防浸、防鹽堿、預(yù)防治血吸蟲疾病和防治水庫(kù)污染等災(zāi)害的工程。這類工程可采用挖高填低、截流污水排放、控制地下水位以及改善環(huán)境等措施。23塌岸災(zāi)害防治理論及技術(shù)三、 塌岸的防治理念 3、設(shè)置防沙減淤工程，以減少水土流失，防止水庫(kù)泥沙淤積。這類防護(hù)工程可在庫(kù)區(qū)上游的支流修建攔沙庫(kù)，以及在小支溝上修筑谷坊、淤地壩和進(jìn)行大面積植樹造林、修造梯田等水土保持工程。防護(hù)堤植樹造林塌岸的防護(hù)工程措施24塌岸災(zāi)害防治理論及技術(shù)三、 塌岸的防治理念 防護(hù)工程主要對(duì)庫(kù)岸起整治和加固作用，這類工程可采取以下一些處治措施： 1、排除或截排地表水和漬水及地下水，控制地下水位，降低由于庫(kù)水位下降時(shí)由岸坡地下水產(chǎn)生的滲透

14、水壓力或剩余水壓力； 2、設(shè)置抗滑擋墻或抗滑樁等加固及錨固措施，將滑坡體剩余下滑力作用于抗滑擋墻或抗滑樁等加固或錨固工程措施上，從而傳給深層處的穩(wěn)定土層或巖層，對(duì)岸坡的穩(wěn)定性進(jìn)行改善和加固；塌岸的防治工程措施25塌岸災(zāi)害防治理論及技術(shù)三、 塌岸的防治理念 3、挖高填低、放緩邊坡、上部減載、下部支護(hù)，減少滑體的下滑力，增大底部抗滑力，穩(wěn)定滑坡體； 4、對(duì)于其它一些特別地段,如嚴(yán)重的塌岸段等地段，可采用修筑護(hù)岸工程和控導(dǎo)河勢(shì)工程或庫(kù)岸再造工程等工程措施，處治岸坡的坍塌等地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生； 實(shí)際工程中應(yīng)根據(jù)庫(kù)岸的形狀、巖土物理力學(xué)性質(zhì)、可能發(fā)生的地質(zhì)災(zāi)害類別及其影響程度、當(dāng)?shù)氐某鞘幸?guī)劃和工程建設(shè)等諸多

15、因素綜合分析，合理地采用相應(yīng)的庫(kù)岸穩(wěn)定性防護(hù)措施。塌岸的防治工程措施塌岸災(zāi)害防治理論及技術(shù)26四、塌岸防護(hù)方案適宜性分析以噴錨工程為主，結(jié)合局部支撐與挖方工程崩塌的防治技術(shù)以抗滑樁工程為主，結(jié)合護(hù)坡與地表排水工程以擋土墻工程為主，結(jié)合地表排水工程以干砌條石護(hù)坡工程為主，結(jié)合石籠、水下拋 石壓腳工程以格構(gòu)錨工程為主，結(jié)合地表排水工程27塌岸災(zāi)害防治理論及技術(shù)四、 庫(kù)岸防護(hù)方案適宜性分析 庫(kù)岸地質(zhì)結(jié)構(gòu)類型及破壞方式是選擇庫(kù)岸防護(hù)方案的基礎(chǔ)，庫(kù)岸規(guī)模的大小決定庫(kù)岸防護(hù)投資的多少。根據(jù)三峽庫(kù)區(qū)庫(kù)岸的工程地質(zhì)條件、地質(zhì)結(jié)構(gòu)類型、破壞方式與規(guī)模，三峽庫(kù)區(qū)庫(kù)岸防護(hù)措施可以采用如下5種方案： （1）以錨噴工程

16、為主，結(jié)合局部支撐與挖方工程等； （2）以抗滑樁工程為主，結(jié)合護(hù)坡與地表排水工程等； （3）以擋土墻工程工程為主，結(jié)合地表排水工程等； （4）以干砌條石護(hù)坡工程為主，結(jié)合石籠、水下拋石壓腳工程等； （5）以干格構(gòu)錨工程為主，結(jié)合地表排水工程等；28塌岸災(zāi)害防治理論及技術(shù)四、 庫(kù)岸防護(hù)方案適宜性分析加筋擋墻29塌岸災(zāi)害防治理論及技術(shù) 4、以干砌條石護(hù)坡工程為主，結(jié)合石籠、水下拋 石壓腳工程 在三峽庫(kù)區(qū)第二期地質(zhì)災(zāi)害治理期間，干砌條石護(hù)坡是一種常采用的行之有效的措施。所采用的石材多為砂巖，條石就地取材。四、 庫(kù)岸防護(hù)方案適宜性分析 這種護(hù)坡型式適用于岸坡坡度較緩，河水位下落時(shí)坡內(nèi)地下水能較為順暢的排出坡體，而不會(huì)造成護(hù)坡體過大的水壓力，保證了岸坡的穩(wěn)定。除了采用條石護(hù)坡外，石籠護(hù)坡、漿砌條石護(hù)坡、六邊形預(yù)制塊護(hù)坡以及土工織物草皮