覃雯

（重慶市地質礦產勘查開發(fā)集團有限公司，重慶 401122）

1 試驗性工程概況

1.1 工程的背景

三峽庫區(qū)巫山縣巫峽鎮(zhèn)龔家坊至獨龍斜坡位于重慶市巫山縣境內巫峽段之長江干流左岸，距巫山縣城區(qū)5～9km。巫峽段不穩(wěn)定斜坡發(fā)育眾多，該區(qū)段主要災害體有龔家坊崩塌體、茅草坡潛在不穩(wěn)定斜坡、獨龍潛在不穩(wěn)定斜坡。龔家坊斜坡于2008 年11 月23 日發(fā)生過巖體崩塌，約37 萬m3巖體墜入長江，產生超過10m高的涌浪[1]；2009 年5 月18 日，該斜坡上的危巖體再次發(fā)生了崩塌，崩塌巖體總量約1.5 萬m3，產生高約5m的涌浪。兩次崩塌所幸未造成人員傷亡。

與龔家坊段岸坡地質條件相似的其他庫岸，是否還會產生類似的崩滑，引起了各級政府部門的高度重視。2012 年5 月重慶地勘局107 地質隊對茅草坪4 段庫岸進行庫岸防護試驗工程設計。2013 年6 月20 日至2014 年9 月6 日重慶市208 建設工程公司在水庫低水位運行階段對庫岸進行治理。巫山縣龔家方-獨龍斜坡茅4 試驗性護坡治理工程竣工后全貌如圖1 所示。

圖1 巫山縣龔家方-獨龍斜坡茅4 試驗性護坡治理工程竣工后全貌

1.2 工程的目的

本試驗工程的目的在于以下3 方面。

1.2.1 分析總結，提供借鑒

本試驗工程采用了多種工程措施，包括格構錨固、肋柱擋墻、錨孔注漿、混凝土擋土墻、微型樁、噴射玻璃纖維面板、噴射鋼纖維面板、現澆混凝土面板等工程，大膽嘗試了新的設計思路，通過觀察、監(jiān)測各類工程和方案在庫水正常運行條件下的防護效果和對斜坡穩(wěn)定性的加固作用。

1.2.2 大膽嘗試，小心求證

本試驗工程在現行規(guī)范規(guī)定的基礎上，根據實際地質情況對部分結構進行了實驗性的調整和大膽嘗試，目的是為了找出在穩(wěn)定性加固、防護性能、經濟造價、環(huán)境美化等多個方面最優(yōu)的設計方案。

1.2.3 監(jiān)測分析，提供依據

對以侵蝕-剝蝕型破壞為主要變形的斜坡采用對削落帶防護的方案，來提高斜坡整體穩(wěn)定性，通過斜坡地表多個水文年監(jiān)測評估此種方案的治理效果。通過效果監(jiān)測來檢驗設計參數取值的范圍，以便為今后的工程治理提供參數依據。

2 斜坡基本特征及變形機理

2.1 斜坡基本特征

茅草坡4 段斜坡坡體兩側以季節(jié)性沖溝為界，后緣以巖體的彎折變形區(qū)邊界平臺為界，后緣高程440m，前緣高程根據地形確定為85m，潛在變形體的厚度根據沖溝切割深度確定，平均厚18m，潛在變形體長430m，平均寬約 200m，面積 10.14 萬 m2，體積約 182 萬 m3。

本工程區(qū)基巖為三疊系下統(tǒng)大冶組三段、四段泥質灰?guī)r、灰?guī)r。

根據庫岸劃分原則結合現場調查及勘探揭示的情況將庫岸分為以下4 段，其中2 段變形情況嚴重，基本特征如表1 所示。

表1 茅草坡4 段庫岸特征

2.2 災害體變形機理

庫岸水位變動帶風化破碎巖體在庫水沖蝕、淘蝕作用下發(fā)生規(guī)模較小的塌岸，塌岸范圍逐年加大，向后擴展。庫岸穩(wěn)定性直接關系到斜坡的整體穩(wěn)定，是斜坡穩(wěn)定的關鍵區(qū)域，通過加固庫岸從而達到穩(wěn)固斜坡坡腳提升斜坡整體穩(wěn)定性，是試驗性工程的基本設計原理。

3 庫岸防護試驗工程設計

3.1 內部結構加固方案

茅草坪4 段庫岸土體范圍分布小，厚度薄，但庫岸多段發(fā)育多組外傾結構面，嚴重影響岸坡的穩(wěn)定性。由于，破碎巖體沿著這些外傾結構面發(fā)生滑移崩塌，致使塌岸現象逐步向內部延伸，向上部擴張。因此必須采用內部加固方案來阻止變形進一步擴展。防止巖體沿外傾結構面變形的常用方法為錨桿和抗滑樁，由于施工地質環(huán)境條件，水位變動的影響，考慮造價等經濟因素，選用施工難度小，造價低，同時能滿足工程結構需要錨固工程作為加固的主體工程，局部區(qū)域進行注漿補強。

錨桿長度根據巖體破碎層厚度、地形坡角和預測塌岸線確定。例如在下游極破碎段破碎巖體厚10～20m，在此段錨桿進行了增長。

在極破碎段局部大張拉裂隙，張開寬一般為2～8.0cm。表層巖體形成多處空洞和鼓脹，根據上述變形特點在錨桿鉆孔中增設了注漿工程，對巖體內部進行結構補強。

3.2 坡面防護方案

由于茅草坡4 段庫岸巖體呈破碎或極破碎狀，因此必須聯(lián)接內部加固工程，采用全封閉的方案對其進行坡面防護。

本試驗性工程針對每一段的特點分別采用了4 種不同的護坡形式。

（1）現澆混凝土面板+肋柱，主要針對上游迎水面段沖溝側的強烈水流沖刷和撞擊。

（2）格構梁+框架內填充砂礫石袋+噴射混凝土面板，主要針對坡面掏蝕形成的空洞和凹腔；主要應用在上游段。

（3）多層素噴鋼纖維混凝土面板，不掛網，不設置肋柱，施工速度快，可適應復雜多變的地形條件，主要應用在下游極破碎段。

（4）噴射玻纖維混凝土面板+肋柱，施工難度和造價較方法1 和方法2 要少，但大于方法3。結構的安全穩(wěn)定和耐久性較方案3 強。主要應用在下游段，巖體較破碎區(qū)域。

3.3 坡腳防掏蝕方案

在長江庫岸很多防護工程在經過一段時間的運行期后都出現了，局部被掏蝕的現象，造成護坡結構懸空失效，結構破壞的情況，直接影響工程的耐久性和防護壽命。因此防治庫水掏蝕也是本庫岸防護工程的重點。

2013 年9 月—2014 年5 月庫水高水位運行期間，茅草坡4 段斜坡在未實施防護工程的下游段和下游極破碎段新增了3 處塌岸，估算塌岸體積約為1000m3。坍塌的坡體和已防護的坡體之間形成了明顯的坡形起伏。

微型樁樁長5~7m，微型樁必須嵌入預測塌岸線以下的巖體中，防止消落帶巖體在浪蝕作用下逐層剝蝕。主要應用在下游段和下游極破碎段。

混凝土擋墻截斷了江水從低水位逐步從護坡結構內側掏蝕的途徑。墻高2~3m。主要應用在上游迎水面段和上游格構錨固段。

4 庫岸防護試驗工程監(jiān)測

4.1 監(jiān)測工作布置

重慶地勘局107 地質隊承擔了該段斜坡監(jiān)測預警工作。實驗性治理工程監(jiān)測內容情況如表2 所示。

表2 監(jiān)測工程數量

工程完工后，工程效果監(jiān)測時間為3 年，監(jiān)測頻率：第1 年每半月1 次；若無明顯變化，第2～3 年基準頻率調整為每月1 次；庫區(qū)蓄降水、雨季每年加測10輪次。發(fā)現明顯變化，需加密監(jiān)測頻率。人工巡查，若發(fā)現工程變形或開裂等現象及時上報。

4.2 錨桿應力監(jiān)測數據分析

根據應力監(jiān)測點的在斜坡上的位置布置情況（圖2），將應力分為上部點，中部點，底部微型樁點三類：通過分析發(fā)現上部點和中部點受長江水位的變動的影響比較明顯，與長江水位的漲消有一致性。即隨著長江水位的下降錨桿應力計讀數相應減少，長江水位的上漲錨桿應力計讀數相應增加。這一變化主要表現在2015 年7 月低水位期逐步蓄水至2016 年2 月高水位期之間；但在2015 年2 月—2015 年6 月水位下降期間這一現象不明顯。

圖2 茅4 工程治理效果錨桿應力監(jiān)測點布置

應力變化與水位升降規(guī)律成正比的點位：YL01（一期工程，斜坡中部），YL02（一期工程，斜坡上部），YL05（二期工程，斜坡上部），YL06（二期工程，斜坡中部），YL07（二期工程，斜坡中上部），YL08（二期工程，斜坡中部），其余點數據出現異常。

應力監(jiān)測點的應力變化在40MPa～113MPa 的變化，其中應力量最大的點為YL03（113MPa），錨桿鋼筋為1φ28，此應力值在錨桿應力范圍之內。

位于微型樁上的應力監(jiān)測點有：YL11，YL12 在監(jiān)測周期內未顯示出明顯的應力變化；YL09 在2015 年9月有一次明顯的應力下降，其他時段未顯示出明顯應力變化；其余點數椐異常。

斜坡體錨桿的應力變化和長江水位的升級有一定關系，大部分點的應力值隨著水位上升有加大的趨勢。這可能與水壓力，浮力和動水壓力影響有關。微型樁應力監(jiān)測點變化不明顯，可能與長期在水下受水位變動影響小有關。

降雨量變化與錨桿應力計變化無明顯關聯(lián)。說明錨桿應力受降雨量的影響較小。

4.3 監(jiān)測結論

M4 庫岸于2014 年試驗性治理施工完畢，到2021年10 月已完成7 個水文年的運行。結合相關資料和位移曲線圖綜合分析來看，在無特殊工況條件下，斜坡體各變形監(jiān)測點無明顯變形趨勢。宏觀地質巡查該庫岸，護坡面上未發(fā)現異常情況。

5 結語

根據斜坡變形特征表明茅草坡4 段的防治重點是，通過對茅草坪4 段庫岸消落帶防治，達到增強此段斜坡整體穩(wěn)定性的效果。

茅草坪4 段庫岸防護工程主要圍繞解決三個問題展開，即庫岸內部結構加固問題，坡面防護問題和坡腳防掏蝕問題。茅草坪4 段庫岸土體范圍分布小，厚度薄，但庫岸多段發(fā)育多組外傾結構面，嚴重影響岸坡的穩(wěn)定性，這也成為茅草坡4 段庫岸內部結構補強設計上有別于其他段的重要特征。

錨桿應力計上部點和中部點受長江水位的變動的影響比較明顯，與長江水位的漲消有一致性。即隨著長江水位的下降錨桿應力計讀數相應減少，長江水位的上漲錨桿應力計讀數相應增加。位于微型樁上的應力監(jiān)測點有：在監(jiān)測周期內未顯示出明顯的應力變化。降雨量變化與錨桿應力計變化無明顯關聯(lián)。