猴子岩水库塌岸机理及塌岸宽度预测研究

摘要

猴子岩水库位于四川省甘孜藏族自治州康定县境内，属于大型水库，主要功能是发电，兼有防洪、水产等功能。库区属于青藏高原亚湿润气候区，具高原气候特征，气候干燥，日照充分、昼夜温差大，常年无夏、冰雪期长。猴子岩库区属中高山深切河谷地貌。库区自下游磨子沟至上游丹巴四道沟口的岩层依次有泥盆系中下统捧达组(D1-2pd)、中上统河心组(D2-3h)、中下统的危关组(D1-2w)、志留系的通化组(St)、奥陶系大河边组(Od)、震旦系水晶组(Z2s)、蜈蚣口组(Z2w)、木座组（Z1mz）、元古界的花岗岩(Ptro)。猴子岩水库地处鲜水河断裂带、龙门山断裂带和安宁河—小江断裂带所切割的川滇菱形块体、巴颜喀拉块体和四川地块交接部位，处于川滇菱形块体东缘外侧。场区地震动峰值加速度0.20g，地震动反应谱特征周期0.40s，地震基本烈度8度。
　　本文以猴子岩水库库岸岸坡作为研究对象，研究的目标是水库塌岸的范围，研究的意义是准确预测水库塌岸的范围，指导S211线淹没复建公路工程的建设规划和保证其正常运营。研究步骤是野外调查—查阅资料—稳定性分析—塌岸宽度预测—重点塌岸防治。目前预测水库塌岸的方法有图解法和公式法，本文通过软件分析、公式法、图解法（改进三段法、改进岸坡结构法）分别对不同塌岸模式的岸坡预测塌岸宽度预测。其中坍塌型塌岸通过改进三段法、公式法、改进岸坡结构法三种方法进行预测，结果更为可靠真实。
　　本文研究的技术路线是通过野外调查研究明确自然及地质环境条件、塌岸模式、塌岸特征、塌岸影响因素等;在室内，通过查阅资料和借助软件分析重点库岸段的稳定性;通过对塌岸模式进行分类之后采用不同的预测方法对滑移型、坍塌型塌岸分别进行预测，同一类塌岸通过不同的预测方法得到预测结果，并且对预测结果进行对比分析。最后选取合理的防治措施对重点库岸段进行防治治理。本文采用了查阅资料、调查分析、定性分析、定量分析等研究方法。研究步骤是先野外现场调查、再查阅相关文献资料、接着在室内对重点库岸段进行稳定性分析、然后归类总结不同塌岸模式的塌岸的预测方法并且选取典型剖面进行验证，最后采取合理的措施对重点库岸段进行防治治理。在野外现场调查过程中采用皮尺、卷尺、罗盘、地质锤等量测工具。稳定性分析时借助软件G-slope。
　　本文的主要研究成果包括六个方面:
　　(1)关于水库塌岸的野外调查，在2013年至2018年期间，调查了大渡河上猴子岩水库、龚嘴水库、铜街子水库等三个水库，通过调查进一步认识水库塌岸的特征、模式，特别是猴子岩水库的岸坡同时具有滑移型和坍塌型两种塌岸模式。
　　(2)借助软件G-slope对重点库岸段进行稳定性分析，为后文滑移型塌岸的宽度预测奠定基础。
　　(3)总结归纳猴子岩塌岸的影响因素、塌岸机理、塌岸破坏模式，为后文的塌岸预测奠定基础。
　　(4)塌岸预测思路和塌岸预测方法的总结和推导，特别是改进的岸坡结构法和改进的三段法的推导建立，为坍塌型塌岸的预测打下坚实的基础。
　　(5)采用G-slope软件分析法预测滑移型塌岸，采用改进岸坡结构法、公式法、改进三段法预测坍塌型塌岸宽度，并且选取典型剖面进行验证，对坍塌型同一剖面的三种不同预测结果进行对比分析。
　　(6)查阅资料，收集塌岸的防治原则、一般防治措施及新进技术方法和工艺，并选取合理的措施治理重点库岸段，为S211线淹没复建公路工程的建设打下坚实基础。

目录

声明

摘要

第1章 前言

1．1 选题依据与研究意义

1．2 国内外研究现状评述

1．2．1 水库塌岸模式研究现状

1．2．2 水库塌岸预测方法研究现状评述

1．2．3 水库塌岸模拟试验研究现状

1．2．4 塌岸预测参数研究现状

1．3 主要研究内容和技术路线

1．3．1 研究内容思路

1．3．2 技术路线

第2章 研究区工程地质环境条件

2．1 自然环境条件

2．1．1 气象条件

2．1．2 水文条件

2．2 区域地质概况

2．2．1 区域地形地貌

2．2．2 区域地层岩性

2．2．3 区域地质构造

2．2．4 地震

2．3 水文地质条件

2．4 水库运行调度情况

第3章 水库岸坡结构特征及稳定性总体评价

3．1 库岸段分布概括

3．2 岸坡结构特征和库岸类型

3．2．1 库岸岸坡结构分类

3．2．2 库岸分段原则

3．2．3 重点库岸段描述

3．3 重点库岸稳定性分段分析

3．3．1 分析原理、软件及平台

3．3．2 分析工况

3．3．3 泥巴沟出口—莫玉进口段堆积体

3．3．4 莫玉出口—中咋进口段堆积体

3．3．5 中咋—开绕1#9＋500~k9＋700堆积体

3．3．6 中咋—开绕1#K9＋800~K9＋900堆积体

3．3．7 开饶#隧道出口堆积体

3．3．8 鱼公山隧道进口段滑坡

3．3．9 林邦隧道进口段滑坡

3．3．10 白玉隧道出口季家沟堆积体

第4章 猴子岩电站库区S211沿线塌岸机理与模式研究

4．1 塌岸影响因素

4．1．1 库水作用

4．1．2 岸坡岩土性质和岸坡结构

4．1．3 库岸地形地貌

4．1．4 人类活动

4．1．5 其它因素

4．2 库岸变形破坏机理及塌岸模式分析

4．2．1 坍塌型

4．2．2 冲磨蚀型

4．2．3 滑移型

4．2．4 崩塌(落)型

第5章 猴子岩水库库岸塌岸宽度预测方法

5．1 塌岸预测思路

5．2 塌岸预测方法和模型

5．2．2 坍塌和冲磨蚀型塌岸预测方法——改进岸坡结构法

5．2．3 坍塌和冲磨蚀型塌岸预测方法——公式法

5．2．4 坍塌和冲磨蚀型塌岸预测方法——改进三段法

6．1 滑移法预测

6．2 改进岸坡结构法预测

6．3 公式法验证

6．4 改进三段法验证

6．5 三种预测方法预测结果对比分析

第7章 塌岸防治措施

7．1 防治的一般性原则

7．2 水库塌岸防治常用措施

7．2．1 坡式护岸(平顺护岸)

7．2．2 垂直护岸

7．2．3 坝式护岸

7．2．4 其它措施

7．3 新近技术方法和工艺的应用

7．3．1 混凝土模块

7．3．2 混凝土四面六边体透水框架

7．3．3 混凝土连锁板

7．3．4 石笼整体沉排(格宾网垫)

7．3．5 格构＋点砌石护岸

7．3．6 土工合成材料护岸

7．3．7 植被护岸

7．3．8 其它类型护岸

7．4 重点库岸段塌岸防治建议

7．4．1 滑移型塌岸治理

7．4．2 坍塌型塌岸治理

7．4．3 猴子岩重点库岸段的治理措施建议

结论

致谢

参考文献

攻读学位期间取得学术成果