塌岸地質(zhì)災害防治理論及技術(shù)

1、地質(zhì)災害防治理論及技術(shù)塌 岸 篇塌岸災害防治理論及技術(shù)2提 綱一、 塌岸概述二、 塌岸的預測方法三、 塌岸的防治理念四、 庫岸防護方案適宜性分析五、 庫岸治理新技術(shù)六、中心花園滑坡防治3塌岸災害防治理論及技術(shù)一、 塌岸概述4塌岸災害防治理論及技術(shù)塌岸的基本認識 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。 水庫塌岸：水庫蓄水后，土質(zhì)岸坡發(fā)生的坍塌破壞現(xiàn)象。又稱水庫邊岸再造。它是某些水庫的重要環(huán)境地質(zhì)問題。 庫岸再造：水庫蓄水及運行過程中，庫岸所處的地質(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)，庫岸線也逐漸后退，直至達到新的平衡狀態(tài)為

2、止，這一過程稱為庫岸再造。5塌岸災害防治理論及技術(shù)黃河沙口段塌岸6塌岸災害防治理論及技術(shù)庫區(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，局部下錯或者坍塌。 a）沖刷浪坎型：特征：階梯斜坡狀，破壞高度和風浪爬高有明顯關(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7塌岸災害防治理論及技術(shù)庫區(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，強風化

3、、卸荷。 a）塊狀崩塌（落）型：特點：沿著節(jié)理裂隙面發(fā)生的崩塌崩落現(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：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：形成懸臂梁結(jié)構(gòu)，深度達12m的凹巖腔，拉裂坡壞。一、 塌岸概述8塌岸災害防治理論及技術(shù) 4、滑移型：特點：向臨空方向發(fā)生整體滑移的庫岸再造，規(guī)模大。 a）古滑坡復活型：整體或局部復活的古滑坡。 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：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。庫區(qū)典型塌岸模式一、 塌岸概述9塌岸災害

4、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，抗剪強度大幅降低，出現(xiàn)沿軟弱層的整體滑動。 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。條件：第四紀松散堆積層庫區(qū)典型塌岸模式一、 塌岸概述10塌岸災害防治理論及技術(shù)不同塌岸模式的發(fā)展演進過程 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。水庫岸坡受巖土體結(jié)構(gòu)、地形地貌等的影響，會呈現(xiàn)不同的變形破壞形式，塌岸的發(fā)展演化方式和進程也不盡相同。一、 塌岸概述11塌岸災害防治理論及技術(shù)不同塌岸模式的發(fā)展演進過程

5、一、 塌岸概述12塌岸災害防治理論及技術(shù)不同塌岸模式的發(fā)展演進過程一、 塌岸概述13塌岸災害防治理論及技術(shù)影響塌岸的因素 1、坡度：坡度越陡，前緣坡腳處最大剪應力越集中，同時在岸坡頂部，最容易產(chǎn)生拉應力集中，這種應力集中和分異的特征對岸坡的穩(wěn)定性最不利。坡度小于15，一般不會產(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力量值將會增加，而由此在坡腳引起的剪應力集中程度也會隨著坡高的增加而增大，并且坡腳則是河流或庫水沖刷最為強烈的部位。因此容易產(chǎn)生塌岸現(xiàn)象。一、 塌岸概述14塌岸災害防治理論及技術(shù)

6、 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)是外界營力共同作用的結(jié)果，凸形或凹形坡，坡體內(nèi)應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力集中，而且?guī)焖畬ν剐纹碌臎_刷現(xiàn)象也更為嚴重。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，植物根系對岸坡的保護作用越大，水土流失相對越少。同時，植被能減弱波浪對岸坡的沖刷力，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)定性相對較好，塌岸越少。反之亦然。影響塌岸的因素一、 塌岸概述15塌岸災害防治理論及技術(shù)塌岸的危害和主要影響 1、大量土體坍塌入庫產(chǎn)生淤泥，減少庫容，對庫容較小的山區(qū)水庫影響很大

7、。2、塌落物可淤塞、填堵引水建筑物。5、壩前庫岸如發(fā)生塌岸，將影響大壩安全。3、庫岸后移，使庫邊農(nóng)田、建筑物、道路遭受損毀。 4、如預測塌岸嚴重，將影響開發(fā)方案、壩址或設計蓄水位的選擇等。一、 塌岸概述二、 塌岸的預測方法16塌岸災害防治理論及技術(shù)影響塌岸的因素錯綜復雜，包括巖性、結(jié)構(gòu)、庫岸形態(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、預測坍岸發(fā)生與發(fā)展的理論或計算公式。目前，只能通過某些假設條件，在理論研究的基礎上，建立近似的并盡可能接近實際的坍岸預測方法或理論計算公式，以達到預測塌岸范圍的目的。常用塌岸預測方法：塌岸預測類比法、塌岸預測動力法 、卡丘金

8、法、佐洛塔廖夫圖解法、平衡剖面法等。二、 塌岸的預測方法17塌岸災害防治理論及技術(shù) 1、塌岸預測類比法：類比已知條件相似的水庫岸坡的剖面，繪制待預測岸坡的塌岸剖面。 2、塌岸預測動力法：塌岸量與波能和巖土抗沖刷強度之間的“關(guān)系方程”：式中，Q為庫岸單位寬度內(nèi)被沖刷的巖土體體積（m3/m）E為波浪單位時間作用在單位寬度庫岸的動能（tm）kp為巖土體的抗沖刷系數(shù)（m3/t）t為水庫運營年限b為經(jīng)驗常數(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樣本，難以獲得，一般僅用于海岸工程領域。二、 塌岸的預測方法18塌岸災害防治理論及

9、技術(shù) 3、塌岸預測統(tǒng)計法：主要是依據(jù)已建成水庫的觀測資料，用數(shù)據(jù)統(tǒng)計的方法建立庫岸再造的規(guī)模、速度、與各種自然因素的統(tǒng)計關(guān)系，借以預測水庫庫岸的庫岸再造過程。一般用于宏觀控制塌岸規(guī)模。 4、塌岸預測經(jīng)驗法： 目前，主要的預測方法包括： 卡丘金法、佐洛塔廖夫法、平衡剖面法三種。 （此處不再贅述） 準確的塌岸預測不是一次完成的，必須對水庫運行期間的塌岸剖面進行跟蹤式水準測量，用以檢驗、修正、和再預測，使預測結(jié)果逼近真實。三、 塌岸的防治理念 庫岸的防護與處治是一項綜合性的工程，它與庫區(qū)的城市建設和庫區(qū)沿岸的鐵路、公路和港口碼頭等基礎設施的建設是緊密相關(guān)的。一方面，庫岸的坍塌和滑坡等地質(zhì)災害極大地影

10、響和制約著庫區(qū)的城市建設和庫區(qū)沿岸的鐵路、公路和港口碼頭等基礎設施的建設，這些工程建設需要有穩(wěn)定的庫岸；另一方面，合理的城市建設和庫區(qū)沿岸的鐵路、公路和港口碼頭等基礎設施的建設，又會對庫岸坍塌和沿岸滑坡等地質(zhì)災害起到防護或治理的作用。因此在進行庫區(qū)防護工程的規(guī)劃、設計和建設時，應遵循下述原則： 塌岸災害防治理論及技術(shù)19塌岸的防治原則20塌岸災害防治理論及技術(shù)三、 塌岸的防治理念塌岸的防治原則1、科學規(guī)劃，統(tǒng)籌兼顧，綜合治理； 2、滿足城市建設、沿江公路建設和港口碼頭建設等功能的需要； 3、充分分析庫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)合城市設施、沿江公路和港口碼

11、頭等工程的規(guī)劃、設計和建設，合理確定防護結(jié)構(gòu)物的型式、布置方式和設計計算技術(shù)參數(shù)；21塌岸災害防治理論及技術(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，采用綜合性的防護工程措施在技術(shù)上的可能性和在經(jīng)濟方面的合理性； 6、設計時應充分考慮庫岸坍塌和滑坡等地質(zhì)災害與城鎮(zhèn)建設(大量的密集建筑物等)和港口建設(大規(guī)模的堆場荷載等)及其它工程建設(如沿江公路建設時的高填方路堤等)的相互作用和相互影響，合理確定綜合性的防護工程的受載體系和計算一體化的計算模型；塌岸的防治原則22塌岸災害防治理論及技術(shù)三、 塌岸的防治理念 7、要密切注意人為的不當活動(如不規(guī)范的施

12、工方法：長距離的切腳、大規(guī)模的開膛破肚、不合理的大量棄土堆積等行為)，避免形成新的滑坡或崩塌等災害發(fā)生； 在進行庫區(qū)防護工程設計中，應注意因高水位持續(xù)期長，防護工程經(jīng)常臨水，庫區(qū)水面寬廣，風生涌浪較大等因素；同時也要充分考慮庫區(qū)沿岸城市為山區(qū)城市的地形、地貌的特點和城市的布局(一般為上重下輕的格局)特點，合理確定防護工程的頂部高程，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23塌岸災害防治理論及技術(shù)三、 塌岸的防治理念塌岸的防護工程措施 防護工程主要對庫岸起保護作用，這類工程可采取以下措施： 1、構(gòu)筑防護堤或防洪墻和設置防浸排澇措施，保護現(xiàn)有對象，如城市設施、交通設施、文

13、物古跡及其它有價值的國民經(jīng)濟對象。 2、采取改善居住和作物生長條件的防澇、防浸、防鹽堿、預防治血吸蟲疾病和防治水庫污染等災害的工程。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。24塌岸災害防治理論及技術(shù)三、 塌岸的防治理念 3、設置防沙減淤工程，以減少水土流失，防止水庫泥沙淤積。這類防護工程可在庫區(qū)上游的支流修建攔沙庫，以及在小支溝上修筑谷坊、淤地壩和進行大面積植樹造林、修造梯田等水土保持工程。防護堤植樹造林塌岸的防護工程措施25塌岸災害防治理論及技術(shù)三、 塌岸的防治理念 防護工程主要對庫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

14、及地下水，控制地下水位，降低由于庫水位下降時由岸坡地下水產(chǎn)生的滲透水壓力或剩余水壓力； 2、設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，對岸坡的穩(wěn)定性進行改善和加固；塌岸的防治工程措施26塌岸災害防治理論及技術(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，減少滑體的下滑力，增大底部抗滑力，穩(wěn)定滑坡體； 4、對于其它一些特別地段,如嚴重的塌岸段等地段，可采用修筑護岸工程和控導河勢工程或庫岸再造工程等工程措施，處治岸坡的坍塌等地質(zhì)災害的發(fā)生； 實際工程中應根據(jù)庫岸的形狀、巖土物理力學性質(zhì)、

15、可能發(fā)生的地質(zhì)災害類別及其影響程度、當?shù)氐某鞘幸?guī)劃和工程建設等諸多因素綜合分析，合理地采用相應的庫岸穩(wěn)定性防護措施。塌岸的防治工程措施塌岸災害防治理論及技術(shù)27四、塌岸防護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28塌岸災害防治理論及技術(shù)四、 庫岸防護方案適宜性分析 庫岸地質(zhì)結(jié)構(gòu)類型及破壞方式是選擇庫岸防護方案的基礎，庫岸規(guī)模的大小決定庫岸防護投資的多少。根據(jù)三峽庫區(qū)庫岸的工程地質(zhì)條件、地質(zhì)結(jié)構(gòu)類型、破壞方式與

16、規(guī)模，三峽庫區(qū)庫岸防護措施可以采用如下5種方案： （1）以錨噴工程為主，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；29塌岸災害防治理論及技術(shù)四、 庫岸防護方案適宜性分析加筋擋墻30塌岸災害防治理論及技術(shù) 4、以干砌條石護坡工程為主，結(jié)合石籠、水下拋 石壓腳工程 在三峽庫區(qū)第二期地質(zhì)災害治理期間，干砌條石護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、 庫岸防護方案適宜性分析

17、這種護坡型式適用于岸坡坡度較緩，河水位下落時坡內(nèi)地下水能較為順暢的排出坡體，而不會造成護坡體過大的水壓力，保證了岸坡的穩(wěn)定。除了采用條石護坡外，石籠護坡、漿砌條石護坡、六邊形預制塊護坡以及土工織物草皮護坡亦常被采用。31塌岸災害防治理論及技術(shù)四、 庫岸防護方案適宜性分析秭歸鳳凰山格賓石籠護坡工程32塌岸災害防治理論及技術(shù) 5、以格構(gòu)錨工程為主，結(jié)合地表排水工程 格構(gòu)錨固是利用漿砌塊石、干砌塊石、現(xiàn)澆鋼筋混凝土或預制預應力混凝土進行坡面防護并利用錨桿或錨索固定的一種新型滑坡綜合防護措施。四、 庫岸防護方案適宜性分析 格構(gòu)錨固技術(shù)被廣泛運用于滑坡治理、庫岸與邊坡防護中。三峽庫區(qū)坡度較陡（20）、厚

18、度較大（6m）的土質(zhì)岸坡，以及強風化的花崗巖岸坡穩(wěn)定性較差，宜采用以格構(gòu)錨工程為主，結(jié)合地表排水工程等進行防護。塌岸災害防治理論及技術(shù)33五、庫岸治理新技術(shù)庫岸消落帶綠化技術(shù)格賓石籠技術(shù)綠化護岸新技術(shù)輕量土技術(shù)排水技術(shù)擴大頭錨桿技術(shù)34塌岸災害防治理論及技術(shù)五、 庫岸治理新技術(shù) 背景：隨著科學技術(shù)的發(fā)展和環(huán)保意識的增強，一方面新材料、新工藝、新方法不斷涌現(xiàn)；另一方面，營造自然生態(tài)環(huán)境與環(huán)境和諧共存的呼聲日益高漲。 新技術(shù)：庫岸消落帶綠化技術(shù)、綠化護岸、格賓石籠技術(shù)、輕量土技術(shù)、排水技術(shù)、擴大頭錨桿技術(shù)、預應力抗滑樁35塌岸災害防治理論及技術(shù)五、 庫岸治理新技術(shù) 1、庫岸消落帶綠化技術(shù) 消落帶：

19、例如，三峽庫區(qū)冬季正常蓄水水位175m，夏季為防洪水位145m，這其間30m水位落差暴露出的地帶。消落區(qū)面積約300km2，長約2600km。 危害：消落帶是江岸帶中生態(tài)最為脆弱的地帶。水位下降時，庫岸被庫水浸泡會留下痕跡，造成景觀的不協(xié)調(diào)；而且，沉淀的各種污染物在烈日暴曬下，有可能誘發(fā)傳染病、瘟疫。36塌岸災害防治理論及技術(shù)五、 庫岸治理新技術(shù)生物治理措施1）中華蚊母： 俗稱水漿柯子。 根系發(fā)達、葉莖低矮的樹種，是國家一級保護植物。由于長年受激浪沖刷，中華蚊母根系發(fā)達、硬如鐵絲，枝葉特別繁茂。能在水下頑強生存數(shù)月、水退后又露出來，耐河水沖刷、浸泡，堪稱“護岸衛(wèi)士”。37塌岸災害防治理論及技術(shù)

20、五、 庫岸治理新技術(shù) 為落葉灌木，高約1.2m，葉小，無柄，花粉紅色，葉子與普通柏樹相似，其樹型優(yōu)美，屬于國家二級珍稀保護植物。主要沿長江干流生長在海拔110m水位線，水陸兩生環(huán)保樹種，沿長江江邊或江島的砂土中生長，水平分布主要是從萬縣一直到三峽大壩附近。2）疏花水柏枝38塌岸災害防治理論及技術(shù)五、 庫岸治理新技術(shù)1）適應性廣泛的草種2）巨大的水土保持功能3）優(yōu)異的生物錨固功能4）生長迅速5）良好的水土保持效果6）適用于高陡邊坡7）耐水淹長達3個月以上3）香根草39塌岸災害防治理論及技術(shù)五、 庫岸治理新技術(shù)應用實例40塌岸災害防治理論及技術(shù)五、 庫岸治理新技術(shù)沒頂淹沒三個月生長效果沒頂淹沒五個月生長效果41塌岸災害防治理論及技術(shù)五、 庫岸治理新技術(shù)42塌岸災害防治理論及技術(shù)五、 庫岸治理新技術(shù)2、格賓石籠技術(shù)鋼筋混凝土攔擋壩43塌岸災害防治理論及技術(shù)五、 庫岸治理新技術(shù)格賓網(wǎng)墊44塌岸災害防治理論及技術(shù)五、 庫岸治理新技術(shù)3、綠化護岸新技術(shù)原木面板石籠技術(shù)綠化槽錨板護坡技術(shù)45塌岸災害防治