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三峡库区水库塌岸治理对策 库岸重建是地质和历史的一个非常复杂过程，受到许多因素的影响和控制。多年来，库岸坍塌是一个很少见的技术领域，很少有研究这一点。目前,国内外对塌岸的研究主要集中于一般土质(黄土、砂土)岸坡,对山区型库岸稳定性的研究甚少,现行的塌岸预测方法仅适用于平原地区冲(磨)蚀型库岸,对三峡这种山区河道型水库适用性差,这一点在三峡库区二期、三期地质灾害防治过程中已突现出来。因此,建立一套适合于类似三峡这种山区河道型水库的塌岸预测方法显得非常必要。 1 防止水岸破坏的三种塌岸模式 在大量现场地质调查和勘探的基础上,通过研究库水位的变化及水库库岸变形破坏机理,将三峡库区塌岸模式划分为冲(磨)蚀型、坍(崩)塌型和滑移型三类。 (1) 渐被生产磨 在库水、地表水及其他外营力的作用下,岸坡表面物质逐渐被搬运带走,从而使岸坡坡面产生缓慢后退的再造形式。一般发生在地形较缓的土质岸坡及基岩岸坡的全-强风化带中,此种再造类型具有缓慢性及持久性,规模一般较小。 (2) 局部下错坍造成局部下错坍 岸坡坡脚在库水长期作用下软化或被淘蚀,岸坡上部失去支撑,从而造成局部下错坍塌。此种类型一般发生在地形较陡的近水平软硬相间的岩质岸坡及裂隙发育的基岩全强风化带内,具有突发性,特别是在暴雨期间或库水位急剧变化时最易发生。 (3) 水库岸坡厚层土壤温度 在库水作用及其他因素的影响下,岸坡沿某一滑动面产生一定规模的整体性滑移失稳。此种再造类型具有规模大,危害性强等特点,易发生于滑坡堆积体和中陡外倾基岩上的松散覆盖层岸坡。 按照岸坡岩土结构,水库岸坡还可分为:土质库岸、岩土混合质库岸和岩质库岸。调查显示岩质库岸的塌岸较易发生在红层库岸段。 2 预测结果不太合理。或正确率自 三峡库区岸坡结构复杂多变,直接应用传统塌岸预测方法进行三峡水库塌岸预测,部分预测的结果不太合理,有时甚至相差很远。 作者在近3年对三峡库区数百段典型库岸的塌岸地质现场调查和预测分析的基础上,结合三峡库区和类比水库塌岸模式、塌岸参数以及实际塌岸范围的分析研究,提出了岸坡结构法。 2.1 岸壁结构法的分类 2.1.1 冲磨侵蚀和坍塌类型坍塌地图 (1) 物质界线与塌岸再造线的垂直变化规律 图1中(以下同):η1,ηn代表不同物质的水下堆积坡角;α1,αn代表不同物质的冲磨蚀坡角;β1,βn代表不同物质的水上稳定坡角;A,B,C为水位线与塌岸再造线的交点;D为塌岸再造线与地形线之间的交点;E为设计高水位与地形线之间的交点;L,M,N为物质分界线与塌岸再造线的交点;S为塌岸再造宽度。 具体图解(图1)为:以死水位与岸坡交点A为起点,以不同物质的水下堆积坡角η1,η2,……,ηn为倾角依次作线,该线延伸至与设计低水位线相交于点B;再以B点为起点,以不同物质的冲磨蚀坡角α1,α2,……,αn为倾角依次作线,该线延伸至与设计高水位线相交于点C;又以C点为起点,以不同物质的水上稳定坡角β1,β2,……,βn为倾角依次作线,该线延伸至与岸坡地形线相交于点D,则D、E两点之间的水平距离即为预测的塌岸宽度S。 (2) 塌岸预测线与基覆界面相互作用的分析 进行薄层堆积体下覆基岩岸坡的塌岸预测时,若岸坡的塌岸预测线未到基覆界面,按厚层堆积体的预测方法进行预测;若塌岸预测线与下覆基覆界面相交,则应按不同的相互位置关系进行预测。对于塌岸预测线与基覆界面相交且下覆岩层较完整的岸坡结构,应按表1中所列出的不同岸坡结构特征和相应的预测图、图解方法进行预测;对于塌岸预测线与基覆界面相交且下覆岩层风化程度较大的岸坡结构,应按照表2中所列出的岸坡结构特征和相应的预测图、图解方法进行预测。 (3) 混合岩石屋顶包括基本楼梯 岩土混合库岸主要根据岩层的风化程度和岩层中裂隙的发育组合情况进行分类预测,其主要的岸坡结构特征和相应的预测图、图解方法见表3。 (4) 外倾裂隙组合型岸结构面组合 红层库岸的塌岸预测应根据库岸地质结构、岸坡天然坡高和坡角、裂隙组合与坡向的关系等,分以下情况判定: ① 红层较完整,且岸坡天然坡角小于35°时,不进行塌岸预测;② 红层库岸为顺向坡,外倾裂隙组合发育,且岸坡天然坡角大于结构面倾角时可能产生较大范围的塌岸,进行塌岸预测时应以非常发育的外倾裂隙组合为主要依据;③ 红层岸坡天然坡度大于35°,坡高较大,结构面的组合在坡体中可形成危岩体时,应通过对库岸段的岩体结构特征调查,分区分片地确定出在库水动力及其它因素影响下,可能发生变形破坏的具体库段和块体,然后采用块体理论或危岩稳定性评价方法对其进行塌岸宽度预测评价;④ 红层风化程度较大时,塌岸预测线应根据不同的位置关系进行绘制,见表4。 2.1.2 考虑滑移体的区域差异 对于滑移型的塌岸,传统的折线型预测方法从原理和变形破坏机制上都不适用,采用传统的塌岸预测方法所