汉源新县城水库消落区塌岸模式研究

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摘要： 笔者根据汉源新县城水库消落区的工程地质条件，对影响塌岸的因素以及塌岸的模式进行研究，并根据研究区的地质条件以及塌岸模式对研究区进行工程分区，对各区段内岸坡稳定、塌岸模式和塌岸规模做了定性的分析，为研究区塌岸计算提供了较科学的依据。

Abstract: According to engineering geological conditions of the reservoir falling zone in new Hanyuan county, the author has researched the factors which will influence the reservoir bank collapse and the bank collapse mode. The research area has been divided into several zones based on the geological conditions and bank collapse modes, the author also made some qualitative analysis about bank stability，the mode and scale of bank collapse in each zone. The results provide theory for calculating bank collapse in research area.

关键词： 水库塌岸；塌岸模式；治理措施；汉源县

Key words: reservoir bank collapse；bank collapse mode；treating measurement；Hanyuan county

中图分类号：P5文献标识码：A文章编号：1006-4311（2011）17-0082-02

0引言

汉源县位于四川省西南部风景秀丽的大渡河畔，地理位置位于北纬29°20′28″，东经102°38′11″。经国家批准，在大渡河与尼日河交汇处的大渡河上修建瀑布沟水电站。水库蓄水后整个汉源县城将被淹没。为此，汉源县城需要搬迁，县城新址位于大渡河与流沙河所围成的萝卜岗斜坡上。水库蓄水后，县城新址位于的萝卜岗斜坡处于水库消落区，消落区水位变幅达60m，由于周期性水位抬升、消落及波浪作用，岸坡被淘刷、磨蚀、搬运而将产生塌岸及库岸再造，消落区将出现一系列库岸稳定、新县城建设用地安全等问题。

1塌岸模式研究

在水库蓄水运行期间，不同类型不同结构的岸坡将以某种特定的变形破坏方式完成岸坡的再造演化过程，这种特定的变形破坏型式被称之为水库塌岸模式。通过对研究区的现场调查和分析研究，研究区水库塌岸有以下几种典型的塌岸模式。

1.1 冲磨蚀型塌岸冲磨蚀型塌岸是指在库水、风浪冲刷、地表水及其它外部营力的长时间作用下，岸坡物质逐渐被冲刷、磨蚀，塌岸物质部分被岸流运走，部分在水下堆积下来，从而使岸坡坡面缓慢后退的一种库岸再造型式[1]。研究区分布的覆盖层按其组成、结构特征、性状可分为5大类：粘土或含碎石粘土；粉质粘土或含碎石粉质粘土；粉砂（粉土）；碎石土；卵石。其成因复杂，有河湖相沉积、冲洪积堆积、坡残积堆积。研究区的库岸边坡大部分平缓，坡度12°~20°。从地形以及地层岩性条件来看，由于岸坡地形很缓，且覆盖层多为松散的碎石土，这两个条件就决定了冲磨蚀型塌岸将是研究区内塌岸的主要模式。冲磨蚀型塌岸虽然在研究区内分布范围较广，但其整体塌岸规模较小，对研究区库区塌岸影响较小。

1.2 坍（崩）塌型

1.2.1 坍塌型坍塌型指土质岸坡坡脚在库水长期作用下，基座被软化或淘蚀，岸坡上部物质失去平衡，从而造成局部下错或坍塌，而后坍塌土体被水流逐渐搬运带走的一种岸坡变形破坏模式。该库岸再造模式具有突发性，特别容易发生在暴雨期和库水位急剧变化期。研究区内，坍塌型塌岸主要分布在流沙河河口~蜂子崖沟南侧局部覆盖层深厚的地区，此地区岸坡特点为：岸坡坡度较陡，岸坡形态较完整，覆盖层主要为灰岩残积粘土、粉质粘土，下伏基岩为二叠系下统栖霞茅口组（P1q+m）石灰岩。此类型塌岸模式在研究区内影响范围较小，但塌岸宽度较大，对研究区整体塌岸影响程度一般。

1.2.2 崩塌型崩塌（落）型是指在陡坡型岩质岸坡中，岸坡岩体发育有不利于岩体稳定的节理裂隙时，坡体在库水、风浪冲刷、地表水和其他外部营力的作用下，发生的崩塌或崩落现象。当该库岸再造模式具有突发性。在研究区内，这种类型的破坏一般发生在岩质岸坡的强风化或强卸荷裂隙带内。例如松林沟、龙潭沟、人工采石场等基岩处，此类型塌岸模式在研究区内发育轻微，对研究区整体塌岸影响较小。

1.3 滑移型滑移型是指在库水作用、降雨及其他因素的影响下，岸坡物质沿着软弱结构面或己有的滑动面向江河发生整体滑移的库岸再造型式，即发生滑坡。根据滑坡性质等进行分类，分为以下四种：

1.3.1 古滑坡复活蓄水前，稳定或者基本稳定的古滑坡，在水库蓄水运行期间，由于库水作用，整体或者局部复活产生滑移变形，最终造成塌岸。研究区内古滑坡为乱石岗滑坡，乱石岗滑坡是牵引式巨型基岩顺层滑坡，其滑体方量约为277×104m3，滑体物质为粘土与砂岩，该滑坡表部大部分滑体物质已剥蚀。目前处于整体基本稳定状态。此古滑坡若复活将对汉源新县城建设用地安全产生严重影响。

1.3.2 深层堆积体滑坡发育于各种厚层堆积体中，由于外界条件的改变，导致岸坡体物质沿着潜在滑动面发生向河流方向的整体失稳，造成塌岸。研究区内，此类滑坡规模较小，滑体物质均为土体，其对水库塌岸影响较小。在研究区内主要表现为以下两种堆积体的滑动：①残坡堆积体滑坡由沉积岩残坡积体等构成，多为浅表层滑动。特点是堆积体现状稳定，堆积体体积较小，其滑动方向多为平行于库岸岸坡方向，典型的如新乡村滑坡。②人工弃土滑坡由人工开挖堆填弃渣等构成，属于次生滑坡。其特点是弃渣堆积方量较大，物质成分主单一主要为坡残积粉质粘土与块、碎石的混合物，堆积体物质松散，雨季极易滑动。典型的如松林沟渣场和陈家沟渣场。

1.3.3 基―覆界面型基岩上覆厚层堆积体，在降雨以及重力等因素的作用下，堆积体沿着基一覆界面发生整体性滑动的岸坡破坏型式。此类滑动模式，在研究区内具有普遍性，主要原因为研究区内岸坡主要为顺向坡（岩层倾向于岸坡坡向相同），基覆界线成为岸坡最有可能滑动的滑面之一。典型的如桃坪滑坡与采石场滑坡。桃坪滑坡为牵引式小型土体滑坡，滑体长为135m，平均宽度40m，估计方量8×104m3，该滑坡滑体物质为灰岩残坡积粘土、粉质粘土，滑坡底界为基覆界线。采石场滑坡，滑体长140m，平均宽度55m，方量约11.5×104 m3，滑体厚度12m~18m。该滑坡滑体物质为灰岩残坡积粘土、粉质粘土，滑坡底界为基覆界线。

1.3.4 顺层滑移型发育于缓顷坡外、走向与坡面近于一致、岩层倾角与岸坡坡角相差不大的含有软弱夹层的岩质岸坡中，在重力和孔隙水压力的作用下，上覆岩体沿软弱结构面向临空面方向发生的整体滑移变形。

典型的如松林沟拉裂变形体。此拉裂变形体沿坡长230m，横坡向宽130m，方量约为3.0×104m3，此拉裂变形体变形机制为：由于流沙河河谷切割，使斜坡陡倾，由于由拉裂体两侧冲沟的切割造成拉裂变形体侧缘临空，拉裂变形体后缘发育岩体卸荷裂隙追踪形成的陡倾角裂隙，整个拉裂体沿着冲沟底部紫红色泥岩软弱夹层滑移，滑移的方向既是岩层的倾向。

2工程地质分区

根据研究区内工程地质条件以及塌岸模式，将本场地分为4个有代表性的工程地质单元区段，各区段具体情况如下：

2.1 第Ⅰ区段范围自流沙河河口到蜂子崖沟南侧，该区段横向分布高程在805m~870m，纵向从流沙河河口到蜂子崖沟南侧范围，面积约0.5km2。地形在纵向上呈上陡下缓的形态。

2.2 第Ⅱ区段范围自蜂子崖沟南侧到小水塘沟，该区段横向分布高程为790m~870m，纵向从蜂子崖沟南侧至小水塘沟范围内，面积约为1.5km2。地形在纵向上呈缓坡（上）+平缓基座（下）的形态。

2.3 第Ⅲ区段范围自小水塘沟到石灰窑沟，该区段横向高程在790m~870m，纵向从小水塘沟到石灰窑沟，面积约0.7km2。该段平均坡度10°~15°，坡度缓，冲沟较发育，完整性较差。该区段内覆盖层厚度较厚，一般在10m~15m，最厚达到66m。

2.4 第Ⅳ区段范围自石灰窑沟到龙潭沟，该区段横向高程在790m~870m，纵向从石灰窑沟到龙潭沟，面积约1.3km2，该区段坡度在12°~25°。该区段物理地质作用发育，不良地质作用较发育。该区段内塌岸的主要模式为滑移型塌岸，是研究区内最不稳定的区域，是塌岸范围最大的区域，塌岸程度严重。

3结论

研究区岸坡受到岩土结构、地质构造、不良地质作用、库水作用、波浪作用、大气降水和地下水作用、人类不合理的工程活动和地震等因素的影响[2]，形成了的三种典型塌岸模式：冲磨蚀型、坍（崩）塌型、滑移型。根据研究区内工程地质条件以及塌岸模式，将本场地分为4个有代表性的工程地质单元区段，其中第Ⅰ区段的主要塌岸模式为坍塌型，第Ⅱ区段和第Ⅲ区段的主要塌岸模式为冲磨蚀型，第Ⅳ区段的主要塌岸模式为滑移型。通过对岸坡塌岸模式的研究，可以为后续塌岸预测选择典型地质剖面，以及科学合理的选用塌岸预测方法提供了科学的依据。

参考文献：

[1]汤明高.山区河道型水库塌岸预测评价方法及防治技术研究[D].成都：成都理工大学环境与土木工程学院博士学位论文，2007.5：15-18.

[2]何良德，方国庆.库岸再造机理及其影响因素分析研究[J].华北水利水电学院学报，2007.2，28（1）：16-20.