三峡库区库岸防护工程研究

４ 库岸原则 ， 结合库岸 护坡工 程的 地形 地质 特点 ， 库 岸护 坡 常 见的抛 石 护坡 、 石 对 砌 护坡 、 混凝 土护坡 等类型应 分别进行 设计 ， 出不 同 的护坡 方案 ， 得 以供 比较 选 择 ．抛 石护 坡 、 石 护 坡 、 砌
混 凝 土 护坡 的 设 计 原 理 如 下 ．
４ １ 抛 石 护 坡 ．
抛石 护坡 设计 的主控 因 素是 抛石 面层 块 石 重量 计算 、 层 块 石 厚 度 的确 定 及 面 层块 石 级配 的选 面
定 它们直 接控制着 护坡 建成后运行 的有效性 和安 全性 ．
在风 浪 作用 下 ， 坡护面块 石处 于极 限平衡 状态下所 需 要 的个体稳定 重量 按翟采 夫公式计 算 ． 斜
在库 区正 常蓄水 位 １５ 和 １５ １５ ７ｍ ４～ ７ 位问 的防 洪运行水 位情况 下 ， ｍ水 整个 库岸 边坡 的治理 设 计
收 稿 日期 ；０ ０】 ７ ２ ０一 １１． ＇
作 者简 介 ： 中 明 （９ ９ ）男 ． 师 ． 士 蒋 １６ 一 ｒ 讲 硕
第２ ３卷
—
Ｋ ・ Ｈ √ 老
式 中 ， 为 混 凝 土 扳 的 厚 度 （ ； 。 沿 波 向 的 板 长 ； 为 护 坡 混 凝 土 的 容 重 ：５ Ｎ／ ￣ ￡ ｍ）Ｌ 为 ２ｋ ｍ ．
５ 反滤 层设 计
反 滤层 的作用是 滤土排 水 ， 防止土工建筑 物渗 透溢 出处 遭受 渗透 变形 、 纵向渗 流及表 面水 流 的冲刷 作 用 ．反 滤层的设 置按 下列 原则进 行 ：１沿 着渗 流方 向 ． 滤层 的 粒径 逐 渐增大 ；２ 每层 颗 粒不 应穿 （） 反 （） 越 颗粒较大 一层 的空 隙 ；３每 层 内的颗粒不 发生移动 ｊ４被保 护 土壤 的颗粒 不应 穿过反滤层 ；５ 反滤 （） （） （）
十 基奉 原 则 ． 并就 库 岸 的防 护研 究进 行 了探 讨 ． 关 键 词 ：岸艘 稳定 ｛ 库 岸 防 护 ； 设 计 厚则 中 图分 类 号 ： Ｖ８ １ Ｔ ６ 文献标识码 ： Ａ 文章 编 号 ：１０ —０ １２ ０ ）１０ ３一３ ０ ７７ ８ （０ １０ —０２ｏ
第１ ： 段 水上段 ， 考虑 库 区蓄水 １ ５ 高程后 ， 台 考虑水 库 上 游 壅水 、 ｍ ７ 综 水库 波浪 高 、 浪 爬 高及 安 波
全超高周素 确定第 １ 段高 程范 围的下界 ．
第 ２段 ： 水库水位 变化 段 ．考 虑库区蓄水 １５ 高程及 １５ １５ 高程后 ， ７ ｍ ４ ～ ７ ｍ 水库上 游 壅水 、 水库 波
地 防止库岸再 造 ；
（） ４ 保证河道 在削坡 处理后 ， 流流 向顺直 ， 水 河道 岸坡 不被 冲刷 掏 空 ； （） ５ 在削坡措施 中 ， 对边 坡 的岩包和岩坎 等大面 积岩 石 出露 的坡 面部分 ， 应尽量不 作 大规模 开挖 ；
（） 面外形 整齐美 观 ． ６坡
３ 护坡 分段 设 计
６ 坡 内地 下排水 系统
坡 内地 下排水系统 的设 置 目的是为了有效排 除护 坡 体内 的地 下水 ， 轻 水位 骤 降产 生 的对 护坡混 减 凝 土面层 渗透压力 ．坡 内地下 排水 系统 的设置 有两种方式 ； 一是 在坡 面上 设置 排水 孔 ； 二是 利用 面 其 其 板之间 的分 缝 作为排水通 道 ． 不需设 置排 水孔 ． 混凝 土面板 下的反滤层 中汇集 的地 下水 可通过 混凝 土 板之 间 的缝 隙排 除 ．为 此 ， 于地 下水 的 排 对 除ｔ 在工 程设 计 时 ， 通过在混 凝土板 之 间设 置板 缝来 排 除反 滤层 中汇 集 的地 下水 ．此外 ， 受力 及变形 从 角度来看 ， 也需要设 置分缝 ．根据混凝土护坡设计成果 ， 分缝间距取双 向 ｊ ｍＸ５ 可以满 足排水要求 ． ｍ．
浪高 、 波浪 爬高及安 全超 高 ． 上部高 程范围 取第 ｌ段高 程的下 限值 ．该 段下部 高程 的确 定应考 虑水 库上 游 壅水 、 波浪的跌 落因素 ， 据各个 防治工程 的具体 情况 分别确 定 ． 根
第３ ： 段 常年水 下段 ．从第 ２ 高程 范围的下界 至 死水 位高 程 ．此 段设 计 的 目的是 防 止水 流对 岸 段
三 峡 库 区库 岸 防 护 工 程 研 究
蒋 中明 高德 军 扬 学 堂
（ 峡 太 学 土 木 水 电 学院 ．湖 北 宜 昌 三 ４３０） ４ ０ ２
摘 要 ： 据 三 峡库 区库 岸边 艘 的地 形 、 质 及水 环境 特 点 ， 出 了适 告 干 三歧 库 区库 岸 边 墟 设 计 的 几 根 地 提
第 ２ 卷 第 ｌ期 ３ ２０ ０ １年 ２月
三 峡大 学 学 报 （ 自然 科 学 版 ）
』ｏ ｈ ｎ ｒｅＧｏ ｇ ｓＵｎｖ （ ｔｒ ｌ ｃｅ ｃ ｓ ｆＣ ｉａＴｈ ｅ ｒ ｅ ｉ． Ｎａ ｕａ ｉｎ ｅ ） Ｓ
Ｖ０ｌ ２ Ｎ ｏ． ｌ３ １
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７ 结语
根据 三峡库 区库岸 边坡 的地形 、 地质及 水环境 特点 ， 文提 出 了适 合 于三峡库 区库岸 边坡设 计 的几 本 个基 本原则 ．根据 以上的设 计原 则 和设 计思 想 ， 者进行 了三峡库 区忠县火 电厂边 坡 防治研究运 用 ， 作 较 好地解决 了忠县 火 电厂边坡肪 治工 程 的库 岸 边坡稳定 和库岸再 造等 环境 问题 ．
ｌ 问题 的提 出
三峡工 程库 区蓄水后 ， 水库水 位将 抬高 至 １ ５ ７ ｍ、由于 库 区 区域 地质特 点 ， 定 了该 地 区存 在 大量 决 潜 在的地质 灾害 问题 ， 如边坡 失稳 、 滑坡 等 ．随着移 民工 程的进 一 步 实施 ， 这些 问题逐 步 暴露 出来 ．工 程竣 工后 ， 洪水 期 的水库水位须 经历从 １ ５ 回落 至 １ ５ 过程 ； 位升 高 、 库水位 的 大幅度 变化 、 ７ｍ ｍ ４ 水 水 水 流 的冲刷引起 的坡 脚 掏空等 因素 必将 引起新 一轮 的边坡 稳定 和环境 问题 ．在岸坡 坍滑 的牵 引和造成 临 空 的情况下 ， 库岸 边坡 的稳定性 受到严重 的威 胁 ．边 坡 失 稳 和塌滑 将 引 起岸坡 产 生 大 量的 水 土流失 、 加 之移 民城镇兴 建 的人类活 动的影响 ， 使得这 些 问题 更 加严重 ， 其最 终结果 是移 民城 镇规 划 面积和功 能 得不 到保证 ， 并且 危及 到 已建移 民工程 的安 全性 、因此 ， 在三峡 大坝修建期 和完 工后 ， 必须 对库岸潜 在 的 边坡稳定和库岸再造等 问题 进行 必要 的研究并提 出相 应的处理措施 ， 以保证库岸边坡功 能的可靠 性 ．
２ 库 岸边 坡 防护 设计 的基 本原 则
由于引起库岸 边坡 问题的 因素种 类较 多 ， 且不 同因素 对不 同边 坡 的影 响 程度 也不 一 样 ．因此 在进 行库岸边坡 防护设 计 时， 所采取 的防护措施也 应有所 不 同 ．针对 三峡 库区库岸 边坡 的地形 、 地质及 水环 境 特点 ， 出三峡库 区库岸边坡 防护设 计应遵循 的几个 基本 原则如下 ： 提 （） Ｌ确保 库岸边坡 的稳定性 ， 保证城 镇岸坡规 划面 积 ， 少水土 流失 ； 减 （ ） 自然坡度 为基础 ， ２以 以坡 岸地质 地形为条件 ， 可能 减少坡 面大量 开挖 和回填 ； 尽 （） ３ 保证 在覆盖层 较薄处经 过护坡后 ， 坡脚不需 作 大量支 挡措施 ， 边坡 就能达 到稳定 ， 并且 能够 有效
块 石 重 量 按 球 型 进 行 计 算
Ｗ 一 ０ ５ Ｄ ． ２５
砌 石 护 坡 的 厚 度 以 下式 求 解
一
Ｄ
４ ３ 混 凝 土 护 坡 ．
混凝土 护坡 的计算 是根 据扳厚 在波浪压 力和 浮托力 的作 用 下 ， 不致 于 浮起 和破 裂 的条 件 下 而确定 的 ．根据有关 规定 ， 平 面尺寸选定 的情况 下 ， 在 混凝 土护坡 的重量 一 般均 能 满 足设 计要 求 ．因此 ， 混凝 土护坡 通常 只计算其厚度 ． 混凝 土板的厚度计算 公式 为
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第２ ３卷
第 ｌ 期
陈 建梅 等
电器 磁 场 计算 可 视化 前 处 理 软 件 开 发研 究
３ ７
ｗ
一
０ Ｍ Ｌ
（ ｓ二 １ ）、
为护坡 块体 的容 重 ：５ Ｎ／ ； 为 波高（ ； ２ ｍ￣ Ｈ ｋ ｍ） Ｌ为平
式中 ． ｃ为护坡块 体的形 态系数 ， 可取 ０ ０ ５ ．２ ；
均 波长 （ ； ｍ） Ｓ为护坡块体 的 比重 ， 可取 ２ ５ ｔ ： —ｃｇ ， ．； ｎ ｔ ａ 为斜 坡坡 面 与水 平 面 的交 角 ．根 据上 式计 算 的重量 ， 石 面层 块石 直径可按球体 假定计 算 ． 抛
级 配应满足 下列条件 ： （ ） 大 块 石 的 重 量 按 下 式 控 制 １最
Ｗ～ ＝ ３ Ｗ
（） ２ 最小块 石的重量 按下式控 制
１
Ｗ
÷Ｗ
（） ３ 块石 的最 大及最小粒径 级配要 求应 满足下 式
ｌ６ ， Ｄ ≥ ０ ６ ＿ Ｄ＝ ≥ ． Ｄ…
式 中・ ｗ 为最 大块 石 的重量 （ ｇ ； 为 块石个 体稳 定重 量 （ ｇ ；Ｄ 为块石 的最 小 粒 径 ； ．为 块石 ｋ ）Ｗ ｋ） Ｄｍ
第 １ 期
蒋 中明 等
三 峡库 区库 岸 防 护工 程 研 究
３ ３
可分 为三种不 同运 行工作 状况 ． １５ 高程水上 段 ，４ ～１ ５ 高程水位 变化 段和 １ ５ 高程常 年水 即 ７ｍ １５ ７ ｍ ４ｍ Ｆ段 ．因此 库岸边 坡防护 治理工 程应根据 库岸边坡 的 三种不 同运行状 况 分别 设计岸坡 的护坡 形式 及岸 坡坡 度 ．岸坡 各段起 止高 程确定 的原则 如下 ：