库岸稳定性分析与塌岸预测

第！期2018年8月广东水利水电GUANGDONG WATER RESOURCES AND HYDROPOWERNo.8Aug.2018青走道水库库岸稳定性评价及蓄水后塌岸预测邢志龙(甘肃省水利水电勘测设计研究院有限责任公司，甘肃兰州730000)摘要：在查明洮河青走道水库库区基本地质条件的基础上，对岸坡地质结构特征进行了总结，并通过室内外试验资料结合相关工程经验确定了各种力学参数和各岩土层的水上和水下稳定坡角；根据岸坡地质结构特征和库岸变形破坏特征，对岸坡稳定性进行了分类评价；并估算了水库蓄水后短期塌岸量和最终塌岸量。

关键词！青走道水库；库岸稳定性；稳定坡角；塌岸预测；塌岸量估算中图分类号：TV697.2 +3 文献标识码：B文章编号：1008 -0112 (2018 #08 - 0040 - 051工程概况青走道水库工程位于碌曲县玛艾乡境内的洮河干流上，上距青海河南县界约33 km,下距碌曲县城约8 km,距合作市约80 km;本阶段选定了唯一坝址，坝型初步拟为沥青心墙砂卵砾石坝，电站装机为52 MW，正常蓄水位为3 196.68 m，坝长为400 m，坝高为72 m，水库总库容约为1.48亿m3,库区回水长度约为13. 3 km%青走道水库为新规划水库，水库地质勘察阶段为可行性研究阶段。

2水库区基本工程地质条件2.1地形地貌水库区为河谷型带状水库，库盆由洮河干流河谷、洮河支流科才河谷及其两岸支沟组成。

库区地形西高东低，两岸基岩山体高大宏厚，支沟发育，山脊海拔高程为3 400 ~3 800 m，相对高差为250 ~650 m，地貌形态类型属中高山一中山。

洮河河谷蜿蜒曲折，在库区河流流向总体从西南折向东，河谷较宽阔，多呈不对称的“U”型宽谷，河谷纵坡为4%。

，洮河谷底宽为150~600m，河床宽为30~50m，河流多近凹岸，凹岸谷坡陡峻，坡度达40° ~60°，局部为陡壁，基岩裸露；凸岸相对平缓，一般为30° ~40°。

三峡库区湖北省秭归县曲溪库岸塌岸预测与评价一、库岸分段及各段工程地质特征曲溪库岸岸坡按岩土性质共分2段：Ⅰ段岩土混合岸坡、Ⅱ段岩质岸坡，长度分别为309m、483m，总长度792m，见平面图（图1）。

图1平面图各岸坡段特征如下：1、Ⅰ段岩土混合岸坡岸坡长309m，占岸坡总长度的39%。

该类型岸坡具有以下特点：（1）回填砂及坡洪积砾砂分布广泛，地表所占面积超过70%，厚度超过7.0m，结构松散，分布范围多在后缘334省道处；（2）岸坡多经人工修路开挖成陡缓相间的台坎状，局部坡度较陡，接近40°，部分地段虽采用简易支挡，但挡土墙基础持力层为回填砂或全风化花岗岩，部分挡墙已推倒变形，该类致灾地质体以回填砂为主，该类型岸坡塌岸威胁对象主要为334省道与沿公路布置的公共设施。

2、Ⅱ段岩质岸坡岸坡长483m，占岸坡总长度的61%，该类型岸坡具有以下特点：（1）该类岸坡在库水位变动带范围内主要为全、强风化花岗岩组成，部分凹槽地段分布有薄层坡洪积砾砂层，风化层厚度较厚。

（2）岸坡多为一字形坡，坡度陡缓不一，175m高程附近及上方堆填大量人工填土，厚度7.0-15.0m，岸坡接近40°。

岸坡主要有334省道通过，部分山脊上修建有移民房屋，岸坡塌岸直接危及当地居民、物流园码头及334省道与国防光缆安全。

二、塌岸类型及主要影响因素（一）塌岸类型目前，曲溪库岸岸坡整体是稳定的，在水库水位反复变化下，岸坡所处自然稳态条件将发生改变，将产生程度不同的塌岸（即岸坡再造），现根据变形失稳机制，区内塌岸可划分如下两种类型。

⑴冲蚀、侵蚀型岸坡物质在地表水及三峡库水的作用下，逐渐被水流带走，从而使得岸坡产生缓慢后退。

该种类型主要发生在地形较缓的岸坡或岩质岸坡，其塌岸过程将是一个比较长期的过程。

该种类型是区内岸坡再造的主要类型。

⑵坍塌型三峡水库运行后，原有岸坡的自然稳态平衡关系被打破，岸坡在库水波浪及库水消涨产生的动水压力影响下要不断地调整岸坡形态，其过程表现为局部的坍塌，最终使坡体在水下、水上达到一个稳态坡角值，其最终变形破坏宽度据岸坡形态不同、物质组成不同而有区别。

汾河水库库岸边坡现状及稳定性分析1 地质灾害现状1.1 水库库岸坍塌地质灾害汾河水库地处娄烦县境内的黄土丘陵沟壑区,为第四纪沉积层,有很厚的黄土覆盖层,库岸为地形变化复杂的黄土丘陵和土石山区。

由于黄土的垂直节理发育和崩解性、湿陷性,并且在外在的因素影响下、在蓄水浸泡和水浪淘蚀作用下,库区塌岸现象极其严重。

据实测,库区塌岸线总长70 km,已坍塌土方3 529万m3,毁坏耕地约33 518 hm2,目前尚有47 km的库区塌岸线仍然坍塌严重[6],在库岸两侧形成较为严重的库岸坍塌。

汾河水库左岸新修的公路路面出现许多裂缝,尤其是靠近库岸的公路更是严重。

1.2 影响水库库岸边坡坍塌的因素水库库岸大部分为第四纪黄土属于湿陷性黄土构成库岸的第四纪黄土,黄土状亚砂土、亚黏土和黏土,垂直节理发育,在自然状态下极限稳定坡角在以上,特别是黄土所具有的湿陷性,受库水的长期浸泡,很容易形成塌岸。

首先是库岸土体的物理力学指标和水理性质发生了变化,自身结构遭到破坏,引起土粒分散和位移,见图1。

随着孔隙水压力的增加,土体内摩角、凝聚力减少,抗剪强度骤然降低。

同时,随着库水位骤涨陡落以及水位降低后补给河流的地下水出流,能洗掉土体颗粒间易溶的胶结物,使土体黏结力降低,极细颗粒随地下水逸出。

这样岸壁土体在动水压力作用下,基底失去平衡,在上部重力作用下,即造成陡崖立岸的崩塌或座塌。

暴雨径流侵蚀、风蚀冻融以及地震等影响,加速了塌岸的进程。

如此恶性循环是库岸坍塌持续发生、发展的根本原因所在[2]。

1.3 水库库岸边坡坍塌的形成机理及稳定性分析调查采用毕肖普等将边坡稳定安全系数Fs定义为沿整个滑裂面的抗剪强度τf,与实际产生的剪力T之比,即在滑动土体n个土条中任取一条记为i,作用于土条上的各种力见图3,土条上作用的已知力有:土条自身重量Wi,水平作用力(例如地震惯性力)Qi,作用于土条两侧的孔隙压力(水压力)Ui、及Ui+l,以及作用于土条底部的孔隙压力Ur。

山区公路水库路段岸坡坍塌预测及处治浅析山区公路是连接山区和平原的重要交通干线，而山区公路的建设往往伴随着岸坡的开挖和路基填筑。

由于山区地势复杂，土质条件差，加之长期的风雨侵蚀，山区公路岸坡容易出现坍塌现象。

岸坡坍塌不仅会给公路交通安全带来威胁，还会对附近居民和农田造成巨大的灾害，因此对山区公路岸坡坍塌进行预测和处治至关重要。

山区公路岸坡坍塌预测是指在岸坡未发生坍塌之前，通过各种方法和技术手段预测岸坡是否会坍塌，以及坍塌的时间和规模。

常用的预测方法包括地质勘探、测斜仪监测、人工观测等。

地质勘探可以通过对砂砾含量、土层厚度、岩性等参数的测试，分析岩土体的稳定性，判断岩土体是否存在坍塌的风险。

测斜仪监测则是通过设置测斜仪仪器，实时监测岸坡的倾斜度和位移，一旦岸坡出现异常变化，及时预警。

对于已经发生岸坡坍塌的山区公路，应及时采取相应的处治措施。

要确定坍塌原因，包括自然因素和人为因素，如地质构造是否稳定、降雨量是否过大、施工工艺是否合理等。

然后，根据坍塌的规模和位置，选择适当的治理方法。

常见的岸坡坍塌治理方法有加固支护、灌浆注浆、植草护坡等。

加固支护是指在坍塌点处设置各种支撑结构，如钢筋混凝土矩形锚墙、钢帘片拉索等，提高岸坡的稳定性。

灌浆注浆是通过注入水泥浆液等材料，增加土体的强度和粘聚力。

植草护坡则是在岸坡上种植草木，提高岸坡的抗冲蚀能力。

山区公路岸坡坍塌预测和处治是确保山区公路安全通行的重要工作。

预测工作可以及时察觉岸坡的不稳定性，提前采取措施进行治理，避免造成重大人员伤亡和财产损失。

治理工作则可以加固岸坡，提高岸坡的稳定性和抗冲蚀能力，确保公路的长期运行。

加强山区公路岸坡坍塌预测和处治工作，应是山区公路建设和管理的重要内容。

山区公路水库路段岸坡坍塌预测及处治浅析山区公路水库路段岸坡坍塌是指在山区公路水库路段，路基两侧的岸坡发生坍塌，导致路基严重受损甚至无法通行的情况。

这种情况在山地地区较为常见，一旦发生，不仅会影响交通运输的畅通，还会对附近的居民和农田造成威胁。

对于山区公路水库路段岸坡的预测和处治非常重要。

在预测山区公路水库路段岸坡坍塌的过程中，需要考虑以下几个因素：第一，地质条件。

地质条件是决定岸坡稳定性的关键因素之一。

山区的地质条件通常比较复杂，存在大量的岩石、土壤和水体。

在预测岸坡坍塌时，需要对地质条件进行综合分析，包括地层情况、地下水位、岩土性质等方面的因素。

第二，气候条件。

气候条件也是岸坡稳定性的重要影响因素。

山区常常受到降雨和气温的影响，这些都会对岸坡的稳定性产生一定的影响。

在预测岸坡坍塌时，需要考虑气候条件的变化，并结合气象数据进行分析。

人为活动。

人为活动是导致岸坡坍塌的另一个重要原因。

山区常常存在采矿、爆破和挖掘等人为活动，这些都会对岸坡的稳定性产生一定的影响。

在预测岸坡坍塌时，需要考虑人为活动对岸坡稳定性的影响，并采取相应的措施进行治理。

第一，加固岸坡结构。

通过加固岸坡结构，可以提高岸坡的稳定性，减少坍塌的可能性。

常用的加固措施包括加强挡土墙、种植植被、设置护坡边坡等。

第二，完善排水系统。

合理的排水系统可以有效地减少水分对岸坡的侵蚀，提高岸坡的稳定性。

常用的排水措施包括设置排水沟、安装降雨水收集设施等。

定期检查和维护。

定期检查和维护是保持岸坡稳定性的重要手段。

通过定期巡检和维护，可以及时发现岸坡的变形和损坏，采取相应的措施进行修复和加固。

山区公路水库路段岸坡坍塌的预测和处治是一个复杂的工程问题，需要考虑地质条件、气候条件和人为活动等多个因素，并采取相应的措施进行预防和治理。

只有做到科学规划、合理设计和细致施工，才能保障山区公路水库路段岸坡的稳定性。

佛寺水库库岸稳定及库区塌岸分析与预测通过对佛寺水库库区塌岸勘察及水库运行后的塌岸分析和最终塌岸宽度进行预测，评价塌岸对工程、水库运行以及对塌岸区和周边环境的影响。

标签：水库；塌岸；分析；预测1 概述佛寺水库总库容1.45亿立方米，是一座具有防洪、供水、养鱼等综合效益的大（二）型水利工程。

水库库区三面由丘陵环抱，北高南低，中间为一带状河谷，山脊走向大致是北东-南西向，其上第四系坡残积覆盖层较厚，冲沟发育，为剥蚀地形和侵蚀堆积地形。

坝址上下游河谷开阔，唯坝址两岸岸坡较陡，坝址处河谷呈“U”字型，河床宽530m。

水库库区范围内岩性主要由震旦系硅质灰岩及中生界侏罗系上统吐呼噜组（J3t）喷出安山岩，角闪安山岩、集块岩、角砾岩、凝灰岩及灰色砂岩、砾岩、页岩等组成，第四系冲积的壤土、砂壤土分布在两岸台地和山坡上，冲积砂卵石层和砂土主要分布在河床中。

水库四周为低山丘陵，虽然经过几十年的水库运行，但是正常蓄水位达到140m的机会不多，水库四周还没形成最终稳定的岸坡，左岸近坝库区边坡的塌岸仍在继续，随着水库的进一步淤积，140m蓄水位到达的机会会逐渐加大，岸坡的再造进一步发展，形成新的库岸再造。

库岸稳定成为影响水库运行和周边环境的主要因素。

2 库区塌岸勘察根据勘察，水库主坝左岸上游库岸边坡主要由粉质黏土组成，高度 2.5～6.5m，近直立，局部塌滑严重，边坡未采取任何防护措施，边坡后缘长度约50m，上部植被茂盛，未见明显拉裂缝，局部风化程度较强烈，上不可见杂草丛生。

当遇连续强降雨或者暴雨、强地震、巨大风浪淘刷等情况下，坝体左岸边坡可能出现整体滑动或局部崩塌。

3 库岸稳定及塌岸分析预测（1）库岸类型：根据水库四周的地层岩性特征和出露位置可将库岸边坡划分为土质岸坡、基岩+土质岸坡、基岩岸坡。

（2）库区塌岸分析预测：水库四周为低山丘陵，几十年的水库运行中，达到正常蓄水位140m的机会不多，水库四周还没形成最终稳定的岸坡，左岸近坝库区边坡的塌岸仍在继续，随着水库的进一步淤积，140m蓄水位到达的机会会逐渐加大，岸坡的再造进一步发展，有必要对水库的塌岸进一步分析预测。

库区库岸再造稳定性分析摘要：水库库岸再造坍塌物入库对水库有效库容影响较大,对其进行分析研究是十分必要的。

库岸再造是建立在水库库岸整体稳定的基础上,对水库可能塌岸库段及现状库岸边坡稳定情况进行调查研究,对水库蓄水后库岸再造的方式进行分析,对库岸再造的规模进行量化评价预测。

关键词：库岸再造、卡丘金计算法、图解法引言：我国水利工程建设发展迅猛，尤以水库建设位于世界前列，由于建国后修建技术、设计理念等因素制约，多数库区存在塌方等影响，重者可造成水库失效并威胁人民生命财产安全，本次选取贵州省福泉凤山水库工程对贵新高速公路的影响进行定性、定量分析论证。

一、工程概况工程区位于福泉市黄丝镇，该区在区域地貌上属云贵高原向广西丘陵过渡的斜坡地带，区内地势大体北西高，高程1200～1500m；东南低，高程800～1000m。

山脉河谷多呈南北向延展，与工程区主要构造基本一致。

凤山水库对贵新高速公路影响西起黄丝镇永安村大水河大桥，东抵黄丝镇酉阳村酉阳大桥。

淹没区影响高速公路总长5.64km，其中桥梁718m/4座，填方路基长约2273m，挖方路基长约2175m。

根据现状公路范围的特性、结合地形地貌、岩土、构造以及稳定性及塌岸破坏形式等因素对库岸进行分段，将高速公路现状评价段分为6个区。

即大水河桥段（长886m）、下寨中桥至寨顶段（长1105m）、寨顶至潘家寨段（长999m）、潘家寨至保坝段高填方段（长1418m）以及南坳田大桥段（长836m）和酉阳大桥段（长699m）。

评价路段总长为5.943km。

二、库岸再造影响评价水库建成蓄水后，水动力条件将发生明显的改变。

蓄水引起的岩土体物理力学性质的变化、库水位周期性涨落引起的孔隙水压力和渗流场的作用及其变化、波浪和水流对岸坡的侵蚀冲刷、河床淤积等都将严重改变岸坡的地质和环境条件，加剧对库岸的改造，甚至会出现冲刷塌岸或产生整体性的崩滑等库岸再造地质灾害，使原有岸坡不断后退。

这种作用的持续进行，最终将会使原来的岸坡改造成为适应新的库水环境的岸坡。