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。坡度小小于15°°，一般般不会会产生生模型型的塌塌岸；；坡度介介于15°°~28°°，易产产生冲蚀磨磨蚀型型塌岸；；坡度大大于30°°，易产产生坍塌或者滑移型型塌岸。。2、坡高：：随着着坡高高的增增加，，坡体体在坡坡面附附近承承受的的应力力量值值将会会增加加，而而由此此在坡坡脚引引起的的剪应应力集集中程程度也也会随随着坡坡高的的增加加而增增大，，并且且坡脚脚则是是河流流或库库水冲冲刷最最为强强烈的的部位位。因因此容容易产产生塌塌岸现现象。。一、塌塌岸岸概述述13塌岸灾灾害防防治理理论及及技术术3、坡型：岸坡形形态与与塌岸岸也有有着密密切的的关系系。岸岸坡形形态是是外界界营力力共同同作用用的结结果，，凸形形或凹凹形坡坡，坡坡体内内应力力集中中的程程度和和位置置往往往也不不同。。凸形坡坡的突出出部位往往往拉拉应力力集中中，而而且库库水对对凸形形坡的的冲刷刷现象象也更更为严严重。。因此此，岸岸坡凸凸出，，则容容易产产生塌塌岸。。4、植被影影响：：植被越越发育育，植植物根根系对对岸坡坡的保保护作作用越越大，，水土土流失失相对对越少少。同同时，，植被被能减减弱波波浪对对岸坡坡的冲冲刷力力，增增加岸岸坡土土体的的抗冲冲刷能能力，，因此此不易易产生生塌岸岸。调调查资资料显显示，，植被被发育育的岸岸坡，，其稳稳定性性相对对较好好，塌塌岸越越少。。反之之亦然然。影响塌塌岸的的因素素一、塌塌岸岸概述述14塌岸灾灾害防防治理理论及及技术术塌岸的的危害害和主主要影影响1、大量土土体坍坍塌入入库产产生淤淤泥，，减少少库容容，对对库容容较小小的山山区水水库影影响很很大。。2、塌落物物可淤淤塞、、填堵堵引水水建筑筑物。。5、坝前库库岸如如发生生塌岸岸，将将影响响大坝坝安全全。3、库岸后后移，，使库库边农农田、、建筑筑物、、道路路遭受受损毁毁。4、如预测测塌岸岸严重重，将将影响响开发发方案案、坝坝址或或设计计蓄水水位的的选择择等。一、塌塌岸岸概述述二、塌塌岸岸的预预测方方法15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错综综复杂杂，包包括岩岩性、、结构构、库库岸形形态、、波浪浪作用用、水水文地地质条条件、、淤积积速度度等等等。因因此，，很难难建立立一种种包括括上述述诸因因素在在内的的、预预测坍坍岸发发生与与发展展的理理论或或计算算公式式。目目前，，只能能通过过某些些假设条条件，在理理论研研究的的基础础上，，建立立近似似的并并尽可可能接接近实实际的的坍岸岸预测测方法法或理理论计计算公公式，，以达达到预预测塌塌岸范范围的的目的的。常用塌塌岸预预测方方法：：塌岸岸预测测类比比法、、塌岸岸预测测动力力法、、卡卡丘金金法、、佐洛洛塔廖廖夫图图解法法、平平衡剖剖面法法等。。二、塌塌岸岸的预预测方方法16塌岸灾灾害防防治理理论及及技术术1、塌岸岸预测测类比比法：：类比比已知知条件件相似似的水水库岸岸坡的的剖面面，绘绘制待待预测测岸坡坡的塌塌岸剖剖面。。2、塌岸岸预测测动力力法：：塌岸岸量与与波能能和岩岩土抗抗冲刷刷强度度之间间的““关系系方程程”：：式中，，Q为库岸岸单位位宽度度内被被冲刷刷的岩岩土体体体积积（m3/m）E为波浪浪单位位时间间作用用在单单位宽宽度库库岸的的动能能（t·m）kp为岩土土体的的抗冲冲刷系系数（（m3/t）t为水库库运营营年限限b为经验验常数数，取取决于于滨岸岸浅滩滩中堆堆积部部分的的宽度度，一般0.45~0.95.该方法法有一一定的的物理理依据据，但但“关关系方方程””的建建立需需要一一定量量的观观测样样本，，难以以获得得，一一般仅仅用于于海岸岸工程程领域域。二、塌塌岸岸的预预测方方法17塌岸灾灾害防防治理理论及及技术术3、塌岸预预测统统计法法：主主要是是依据据已建建成水水库的的观测测资料料，用用数据据统计计的方方法建建立库库岸再再造的的规模模、速速度、、与各各种自自然因因素的的统计计关系系，借借以预预测水水库库库岸的的库岸岸再造造过程程。一一般用用于宏宏观控控制塌塌岸规规模。。4、塌岸预预测经经验法法：目前，，主要要的预预测方方法包包括：：卡丘金金法、、佐洛洛塔廖廖夫法法、平平衡剖剖面法法三种种。（此处处不再再赘述述）准确的的塌岸岸预测测不是是一次次完成成的，，必须须对水水库运运行期期间的的塌岸岸剖面面进行行跟踪踪式水水准测测量，，用以以检验、修正、和再预测测，使预预测结结果逼逼近真真实。。三、塌岸的的防治治理念念库岸的的防护护与处处治是是一项项综合合性的的工程程，它它与库库区的的城市市建设设和库库区沿沿岸的的铁路路、公公路和和港口口码头头等基基础设设施的的建设设是紧紧密相相关的的。一一方面面，库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、采取改善居居住和作物物生长条件件的防涝、、防浸、防防盐碱、预预防治血吸吸虫疾病和和防治水库库污染等灾灾害的工程程。这类工工程可采用用挖高填低低、截流污污水排放、、控制地下下水位以及及改善环境境等措施。。23塌岸灾害防治理理论及技术三、塌岸的防治理念念3、设置防沙减淤淤工程，以减少少水土流失，防防止水库泥沙淤积。。这类防护工程程可在库区上游游的支流修建拦沙库，以以及在小支沟上上修筑谷坊、淤淤地坝和进行大面积植树造造林、修造梯田田等水土保持工工程。防护堤植树造林塌岸的防护工程措施24塌岸灾害防治理理论及技术三、塌岸的防治理念念防护工程主要对对库岸起整治和加固作用，这类工程程可采取以下一一些处治措施：：1、排除或截排地表表水和渍水及地地下水，控制地地下水位，降低低由于库水位下下降时由岸坡地地下水产生的渗渗透水压力或剩剩余水压力；2、设置抗滑挡墙或或抗滑桩等加固固及锚固措施，，将滑坡体剩余余下滑力作用于于抗滑挡墙或抗抗滑桩等加固或或锚固工程措施施上，从而传给给深层处的稳定定土层或岩层，，对岸坡的稳定定性进行改善和和加固；塌岸的防治工程措施25塌岸灾害防治理理论及技术三、塌岸的防治理念念3、挖高填低、放缓缓边坡、上部减减载、下部支护护，减少滑体的的下滑力，增大大底部抗滑力，，稳定滑坡体；；4、对于其它一些些特别地段,如严重的塌岸段段等地段，可采采用修筑护岸工工程和控导河势势工程或库岸再再造工程等工程程措施，处治岸岸坡的坍塌等地地质灾害的发生生；实际工程中应根根据库岸的形状状、岩土物理力力学性质、可能能发生的地质灾灾害类别及其影影响程度、当地地的城市规划和和工程建设等诸诸多因素综合分分析，合理地采采用相应的库岸岸稳定性防护措措施。塌岸的防治工程措施塌岸灾害防治理理论及技术26四、塌岸防护方方案适宜性分析析以喷锚工程为主主，结合局部支支撑与挖方工程程崩塌的防治技术术以抗滑桩工程为为主，结合护坡坡与地表排水工工程以挡土墙工程为为主，结合地表表排水工程以干砌条石护坡坡工程为主，结结合石笼、水下下抛石石压脚工程以格构锚工程为为主，结合地表表排水工程27塌岸灾害防治理理论及技术四、库岸防护方案适适宜性分析库岸地质结构类类型及破坏方式式是选择库岸防防护方案的基础础，库岸规模的的大小决定库岸岸防护投资的多多少。根据三峡库区库岸的工程地质质条件、地质结结构类型、破坏坏方式与规模，，三峡库区库岸岸防护措施可以以采用如下5种方案：（1）以锚喷工程为为主，结合局部部支撑