塌岸防治理论与护岸措施

地质灾害防治理论及技术塌岸篇塌岸灾害防治理论及技术2提纲一、

塌岸概述二、塌岸的预测方法三、塌岸的防治理念四、库岸防护方案适宜性分析一、塌岸概述3塌岸灾害防治理论及技术塌岸的基本认识

定义：塌岸是指河湖岸坡，在地表水流冲蚀和地下水潜蚀作用下所造成的岸坡变形和破坏现象。水库塌岸：水库蓄水后，土质岸坡发生的坍塌破坏现象。又称水库边岸再造。它是某些水库的重要环境地质问题。库岸再造：水库蓄水及运行过程中，库岸所处的地质环境将发生显著改变，自然平衡条件遭到破坏，从而引起岸坡变形失稳，库岸线也逐渐后退，直至达到新的平衡状态为止，这一过程称为库岸再造。4塌岸灾害防治理论及技术黄河沙口段塌岸5塌岸灾害防治理论及技术库区典型塌岸模式1、冲蚀磨蚀型：缓慢、再造规模小，近似河岸再造。2、坍塌型：条件：岸坡坡脚物质被侵蚀，基座被软化，局部下错或者坍塌。a）冲刷浪坎型：特征：阶梯斜坡状，破坏高度和风浪爬高有明显关系。b）坍塌后退型：特征：岸坡坡脚被淘蚀为凹槽状。条件：岸坡土体抗冲刷能力差，水流直接作用于岸坡。c）塌陷型：特征：周围土体由四周向中心发生变形破坏。

条件：岸坡中下伏空洞或局部发生凹陷。一、塌岸概述6塌岸灾害防治理论及技术库区典型塌岸模式3、崩塌（落）型：条件：发育有不利于岩体稳定的节理裂隙，强风化、卸荷。a）块状崩塌（落）型：特点：沿着节理裂隙面发生的崩塌崩落现象。b）软弱基座型：条件：岩层倾向坡内的上硬下软的结构型岸坡，小规模。特点：岩层是倾向坡内的，岩层倾角一般小于15°。c）凹岩腔型：特点：形成悬臂梁结构，深度达1~2m的凹岩腔，拉裂坡坏。一、塌岸概述7塌岸灾害防治理论及技术4、滑移型：特点：向临空方向发生整体滑移的库岸再造，规模大。a）古滑坡复活型：整体或局部复活的古滑坡。b）深厚松散堆积层浅表部滑移型：

c）沿基—覆界面滑移型：较浅的堆积体岸坡，沿着基—覆界面发生整体滑移。特点：厚层堆积体出现表层蠕滑变形或前缘局部

滑移变形现象。库区典型塌岸模式一、塌岸概述8塌岸灾害防治理论及技术d）基层顺层滑移型（千将坪滑坡、瓦伊昂滑坡）特征：中等或者中缓倾角的顺层基岩岸坡中，基岩中存在软弱夹层，蓄水后，软弱层在水的浸泡下发生软化，抗剪强度大幅降低，出现沿软弱层的整体滑动。5、流土型：特征：岸坡土体饱和吸水后，重力作用下沿坡向下发生塑性流动。条件：第四纪松散堆积层库区典型塌岸模式一、塌岸概述9塌岸灾害防治理论及技术不同塌岸模式的发展演进过程研究显示，不同类型的塌岸其发展演化的过程往往差别较大。水库岸坡受岩土体结构、地形地貌等的影响，会呈现不同的变形破坏形式，塌岸的发展演化方式和进程也不尽相同。一、塌岸概述10塌岸灾害防治理论及技术不同塌岸模式的发展演进过程一、塌岸概述11塌岸灾灾害防防治理理论及及技术术不同塌塌岸模模式的的发展展演进进过程程一、塌塌岸岸概述述12塌岸灾灾害防防治理理论及及技术术影响塌塌岸的的因素素1、坡度：：坡度度越陡陡，前前缘坡坡脚处处最大大剪应应力越越集中中，同同时在在岸坡坡顶部部，最最容易易产生生拉应应力集集中，，这种种应力力集中中和分分异的的特征征对岸岸坡的的稳定定性最最不利利。坡度度小小于于15°°，一一般般不不会会产产生生模模型型的的塌塌岸岸；；坡度度介介于于15°°~28°°，易易产产生生冲蚀蚀磨磨蚀蚀型型塌岸岸；；坡度度大大于于30°°，易易产产生生坍塌塌或者者滑移移型型塌岸岸。。2、坡高高：：随随着着坡坡高高的的增增加加，，坡坡体体在在坡坡面面附附近近承承受受的的应应力力量量值值将将会会增增加加，，而而由由此此在在坡坡脚脚引引起起的的剪剪应应力力集集中中程程度度也也会会随随着着坡坡高高的的增增加加而而增增大大，，并并且且坡坡脚脚则则是是河河流流或或库库水水冲冲刷刷最最为为强强烈烈的的部部位位。。因因此此容容易易产产生生塌塌岸岸现现象象。。一、塌塌岸概述述13塌岸灾害害防治理理论及技技术3、坡型：岸坡形态态与塌岸岸也有着着密切的的关系。。岸坡形形态是外外界营力力共同作作用的结结果，凸凸形或凹凹形坡，，坡体内内应力集集中的程程度和位位置往往往也不同同。凸形坡的突出部位往往往拉应力力集中，，而且库库水对凸凸形坡的的冲刷现现象也更更为严重重。因此此，岸坡坡凸出，，则容易易产生塌塌岸。4、植被影响响：植被越发发育，植植物根系系对岸坡坡的保护护作用越越大，水水土流失失相对越越少。同同时，植植被能减减弱波浪浪对岸坡坡的冲刷刷力，增增加岸坡坡土体的的抗冲刷刷能力，，因此不不易产生生塌岸。。调查资资料显示示，植被被发育的的岸坡，，其稳定定性相对对较好，，塌岸越越少。反反之亦然然。影响塌岸岸的因素素一、塌塌岸概述述14塌岸灾害害防治理理论及技技术塌岸的危危害和主主要影响响1、大量土体体坍塌入入库产生生淤泥，，减少库库容，对对库容较较小的山山区水库库影响很很大。2、塌落物可可淤塞、、填堵引引水建筑筑物。5、坝前库岸岸如发生生塌岸，，将影响响大坝安安全。3、库岸后移移，使库库边农田田、建筑筑物、道道路遭受受损毁。。4、如预测塌塌岸严重重，将影影响开发发方案、、坝址或或设计蓄蓄水位的的选择等等。一、塌塌岸概述述二、塌塌岸的预预测方法法15塌岸灾害害防治理理论及技技术影响塌岸岸的因素素错综复复杂，包包括岩性性、结构构、库岸岸形态、、波浪作作用、水水文地质质条件、、淤积速速度等等等。因此此，很难难建立一一种包括括上述诸诸因素在在内的、、预测坍坍岸发生生与发展展的理论论或计算算公式。。目前，，只能通通过某些些假设条件，在理论研研究的基础础上，建立立近似的并并尽可能接接近实际的的坍岸预测测方法或理理论计算公公式，以达达到预测塌塌岸范围的的目的。常用塌岸预预测方法：：塌岸预测测类比法、、塌岸预测测动力法、、卡丘金金法、佐洛洛塔廖夫图图解法、平平衡剖面法法等。二、塌岸岸的预测方方法16塌岸灾害防防治理论及及技术1、塌岸预测测类比法：：类比已知知条件相似似的水库岸岸坡的剖面面，绘制待待预测岸坡坡的塌岸剖剖面。2、塌岸预测测动力法：：塌岸量与与波能和岩岩土抗冲刷刷强度之间间的“关系系方程”：：式中，Q为库岸单位位宽度内被被冲刷的岩岩土体体积积（m3/m）E为波浪单位位时间作用用在单位宽宽度库岸的的动能（t·m）kp为岩土体的的抗冲刷系系数（m3/t）t为水库运营营年限b为经验常数数，取决于于滨岸浅滩滩中堆积部部分的宽度度，一般0.45~0.95.该方法有一一定的物理理依据，但但“关系方方程”的建建立需要一一定量的观观测样本，，难以获得得，一般仅仅用于海岸岸工程领域域。二、塌岸岸的预测方方法17塌岸灾害防防治理论及及技术3、塌岸预测统统计法：主主要是依据据已建成水水库的观测测资料，用用数据统计计的方法建建立库岸再再造的规模模、速度、、与各种自自然因素的的统计关系系，借以预预测水库库库岸的库岸岸再造过程程。一般用用于宏观控控制塌岸规规模。4、塌岸预测经经验法：目前，主要要的预测方方法包括：：卡丘金法、、佐洛塔廖廖夫法、平平衡剖面法法三种。（此处不再再赘述）准确的塌岸岸预测不是是一次完成成的，必须须对水库运运行期间的的塌岸剖面面进行跟踪踪式水准测测量，用以以检验、修正、和再预测，使预测结结果逼近真真实。三、塌岸的防治治理念库岸的防护护与处治是是一项综合合性的工程程，它与库库区的城市市建设和库库区沿岸的的铁路、公公路和港口口码头等基基础设施的的建设是紧紧密相关的的。一方面面，库岸的的坍塌和滑坡等地质灾害害极大地影影响和制约约着库区的的城市建设设和库区沿沿岸的铁路路、公路和和港口码头头等基础设设施的建设设，这些工工程建设需需要有稳定定的库岸；；另一方面面，合理的的城市建设设和库区沿沿岸的铁路路、公路和和港口码头头等基础设设施的建设设，又会对对库岸坍塌塌和沿岸滑滑坡等地质质灾害起到到防护或治治理的作用用。因此在在进行库区区防护工程程的规划、、设计和建建设时，应应遵循下述述原则：塌岸灾害防防治理论及及技术18塌岸的防治治原则19塌岸灾害防防治理论及及技术三、塌岸的防治治理念塌岸的防治治原则1、科学规划，，统筹兼顾顾，综合治治理；2、满足城市建建设、沿江江公路建设设和港口码码头建设等等功能的需需要；3、充分分析库库岸坍塌或或滑坡的形形成原因，，明确其影影响因素和和影响力的的程度；4、充分结合城城市设施、、沿江公路路和港口码码头等工程程的规划、、设计和建建设，合理理确定防护护结构物的的型式、布布置方式和和设计计算算技术参数数；20塌岸灾害防防治理论及及技术三、塌岸的防治治理念5、充分论证结结合城市设设施、沿江江公路和港港口码头等等工程的合合理结构型型式，采用用综合性的的防护工程程措施在技技术上的可可能性和在在经济方面面的合理性性；6、设计时应充充分考虑库库岸坍塌和和滑坡等地地质灾害与与城镇建设设(大量的密集集建筑物等等)和港口建设设(大规模的堆堆场荷载等等)及其它工程程建设(如沿江公路路建设时的的高填方路路堤等)的相互作用用和相互影影响，合理理确定综合合性的防护护工程的受受载体系和和计算一体体化的计算算模型；塌岸的防治治原则21塌岸灾害防防治理论及及技术三、塌岸的防治治理念7、要密切注意意人为的不不当活动(如不规范的的施工方法法：长距离离的切脚、、大规模的的开膛破肚肚、不合理理的大量弃弃土堆积等等行为)，避免形成成新的滑坡坡或崩塌等等灾害发生生；在进行库区区防护工程程设计中，，应注意因因高水位持持续期长，，防护工程程经常临水水，库区水水面宽广，，风生涌浪浪较大等因因素；同时时也要充分分考虑库区区沿岸城市市为山区城城市的地形形、地貌的的特点和城城市的布局局(一般为上重重下轻的格格局)特点，合理理确定防护护工程的顶顶部高程，，尽可能减减少人为的的附加重量量，从而降降低防治工工程的难度度。塌岸的防治治原则22塌岸灾害防防治理论及及技术三、塌岸的防治治理念塌岸的防护工程措施防护工程主主要对库岸岸起保护作用，这类工程程可采取以以下措施：：1、构筑防护堤堤或防洪墙墙和设置防防浸排涝措措施，保护护现有对象象，如城市市设施、交交通设施、、文物古迹迹及其它有有价值的国国民经济对对象。2、采取改善善居住和和作物生生长条件件的防涝涝、防浸浸、防盐盐碱、预预防治血血吸虫疾疾病和防防治水库库污染等等灾害的的工程。。这类工工程可采采用挖高高填低、、截流污污水排放放、控制制地下水水位以及及改善环环境等措措施。23塌岸灾害害防治理理论及技技术三、塌岸的防防治理念念3、设置防防沙减淤淤工程，，以减少少水土流流失，防防止水库泥沙沙淤积。。这类防防护工程程可在库库区上游游的支流流修建拦沙沙库，以以及在小小支沟上上修筑谷谷坊、淤淤地坝和和进行大面积积植树造造林、修修造梯田田等水土土保持工工程。防护堤植树造林林塌岸的防护工程措施施24塌岸灾害害防治理理论及技技术三、塌岸的防防治理念念防护工程程主要对对库岸起起整治和加固作用，这这类工程程可采取取以下一一些处治治措施：：1、排除或截截排地表表水和渍渍水及地地下水，，控制地地下水位位，降低低由于库库水位下下降时由由岸坡地地下水产产生的渗渗透水压压力或剩剩余水压压力；2、设置抗滑滑挡墙或或抗滑桩桩等加固固及锚固固措施，，将滑坡坡体剩余余下滑力力作用于于抗滑挡挡墙或抗抗滑桩等等加固或或锚固工工程措施施上，从从而传给给深层处处的稳定定土层或或岩层，，对岸坡坡的稳定定性进行行改善和和加固；；塌岸的防治工程措施施25塌岸灾害害防治理理论及技技术三、塌岸的防防治理念念3、挖高填低低、放缓缓边坡、、上部减减载、下下部支护护，减少少滑体的的下滑力力，增大大底部抗抗滑力，，稳定滑滑坡体；；4、对于其其它一些些特别地地段,如严重的的塌岸段段等地段段，可采采用修筑筑护岸工工程和控控导河势势工程或或库岸再再造工程程等工程程措施，，处治岸岸坡的坍坍塌等地地质灾害害的发生生；实际工程程中应根根据库岸岸的形状状、岩土土物理力力学性质质、可能能发生的的地质灾灾害类别别及其影影响程度度、当地地的城市市规划和和工程建建设等诸诸多因素素综合分分析，合合理地采采用相应应的库岸岸稳定性性防护措措施。塌岸的防治工程措施施塌岸灾害害防治理理论及技技术26四、塌岸岸防护方方案适宜宜性分析析以喷锚工工程为主主，结合合局部支支撑与挖挖方工程程崩塌的防防治技术术以抗滑桩桩工程为为主，结结合护坡坡与地表表排水工工程以挡土墙墙工程为为主，结结合地表表排水工工程以干砌条条石护坡坡工程为为主，结结合石笼笼、水下下抛石石压脚工工程以格构锚锚工程为为主，结结合地表表排水工工程27塌岸灾害防治治理论及技术术四、库岸防护方案案适宜性分析析库岸地质结构构类型及破坏坏方式是选择择库岸防护方方案的基础，，库岸规模的的大小决定库库岸防护投资资的多少。根根据三峡库区库岸的工程地地质条件、地地质结构类型型、破坏方式式与规模，三三峡库区库岸岸防护措施可可以采用如下下5种方案：（1）以锚喷工程程为主，结合合局部支撑与与挖方工程等等；（2）以抗滑桩工工程为主，结结合护坡与地地表排水工程程等；（3）以挡土墙工工程工程为主主，结合地表表排水工程等