针对库岸坍塌路基处治的一点体会

针对库岸坍塌路基处治的一点体会

魏云波

中国电建集团昆明勘测设计研究院有限公司 云南 昆明 650051

摘要：近几年，云南多个水库建设蓄水，水库两岸的道路受到库区水位的升降、风浪的掏蚀等多种因素的作用，道路路基受到不同程度的浸蚀而被掏空，坍塌，库岸线不断后移，对道路路基的稳定构成了严重威胁。本文结合“丽宁公路丽江古城至宁蒗开元桥段改扩建工程”受到金沙江金安水电站蓄水造成的库岸坍塌的影响，对受到库岸坍塌影响的路基处治过程中，有一些体会，作简要阐述，供大家参考。

关键词：库岸坍塌;路基处治

“丽宁公路丽江古城至宁蒗开元桥段改扩建工程土建第七合同K34+899.191～K36+081.408段”位于金沙江梯级电站的金安电站大坝上游12km处的库区右岸，因金安水电站于2012年建成蓄水，在库区水位的升降、风浪的掏蚀等多种因素的作用下，该段路基左侧库岸受到不同程度的浸蚀而被掏空，坍塌，库岸线不断后移，对路基的稳定构成了严重威胁。因该段路线所处的特殊地质、水文情况，同时为控制投资，保证方案的可行性、安全性，经综合考虑，对该段道路采用全路基方案通过，但为避免库区坍塌的影响，路线整体向右侧山体平移布设，避开库岸再造线，保证路基安全稳定。

本文主要阐述了该项目库岸影响宽度线预测的确定方法，针对该项目库岸坍塌处治提出的解决方案进行简单阐述。

1 项目概况

丽宁公路丽江古城至宁蒗开元桥段改扩建工程是沿老丽宁三级公路改扩建，工程项目于2013年7月开工建设。土建第七合同段线路位于金沙江边，段落为K34+899.191～K40+100.000，全长5.183448公里，采用设计时速40公里/小时，路基宽度8.5米的二级公路标准进行建设，路面类型为沥青混凝土路面。其中K34+899.191～K36+081.408段位于金沙江梯级电站的金安电站大坝上游12km处的库区右岸，该段左侧为金沙江，右侧紧靠树底古滑坡体，金安水电站于2012年建成蓄水，水位由蓄水前的最高洪水位1353.50m上升至1418.00m（正常洪水位），由于库区水位的升降、风浪的掏蚀等多种因素，该段路基左侧库岸受到不同程度的浸蚀而被掏空，坍塌，库岸线不断后移，对路基的稳定构成了严重威胁，为此对该段工程进行专项设计。

该项目路基左侧临近金沙江，库岸侵蚀正在加剧；路基右侧位于树底古滑坡上，根据地勘资料显示，该古滑坡300年内未出现滑动迹象，现处于稳定状态；经过分析，对该段道路造成严重威胁的是库岸坍塌，主要的研究方向也是在库岸坍塌的影响下，合理经济的处治该段道路。

2 库岸坍塌处治研究及方案确定

2.1 库岸坍塌成因

因金安桥水电站建成蓄水，水位上升，库水改变了库岸土质的含水量，使容重加大、抗剪强度降低，引起土体软化、崩解以至坍塌；水面展宽后，风浪增大，库岸在波浪的侵蚀、冲击和淘刷作用下，下部土体被淘空形成波蚀龛，上部土体失去支撑而塌落，岸线随之后移，塌滑物经水流搬运、分离后形成水下浅滩。在水和波浪的不断作用下，库岸坍塌继续发生，岸线不断后移，对在建道路的稳定性造成威胁，为了满足在建道路的路基稳定、安全，保证在建道路的安全运营，须对库岸坍岸段进行处治。

2.2 确定预测库岸坍塌影响区域

建立模型确定库岸影响宽度：根据交通部第二公路勘察设计院主编的公路设计手册《路基》中第二篇第二章所述：库区坍岸预测，国内外提出的方案很多，但由于因素复杂，迄今还没有一个完善的方案，公路路基设计可近似地按浅滩类比法，即图解分析法进行预测。本项目也是按照浅滩类比法进行建立模型分析，计算预测库岸影响宽度线，为工程方案的确定提供依据。

据现场调查、钻孔揭露，土体试验等相关参数，根据截流前最高洪水位、截流后水库正常运行水位及校核洪水位，考虑浪爬高度及波浪影响深度，采用浅滩类比法进行库岸再造线及库岸再造影响宽度趋势判定。以路基一个断面作为模型进行图示。库岸再造线及库岸再造影响宽度趋势判定计算参数选取原则：根据调查资料水库死水位1398.00米；水库校核洪水位1421.07米；浪爬高度取0.5米；水下休止和水上休止角土体试验结果分别最小值为35.2°、32.2°，考虑水库泄排水、清淤、水位升降动态和水上碎石土固结状态等取值分别考虑0.70、1.15的系数，水下堆积坡角取22.0°；水上堆积稳定坡角取40.0°。

图2.1侵蚀塌岸宽度趋势

确定取值：水库死水位1398.00米；水库校核洪水位1421.07米；浪爬高度取0.5米；波浪影响深度取1.0米；水下堆积坡角22.0°；水上堆积稳定坡角取40.0°。以死水位线减波浪影响深度高程水平线与地面坡线交点夹角为水下堆积坡角22°，延伸该线与校核洪水位线加浪爬高度水平延伸线相交，两交点间水平距离即为库岸再造线宽度。校核洪水位线加浪爬高度水平线与斜线交点取水上堆积坡角40°延伸与地面线交点间水平距离即为塌岸影响宽度。得出图2.1：

处治方案确定：根据建立模型所得到的预测库岸影响宽度线，我们可以确定出因水库建成蓄水后库岸再造的位置线，在此基础上来确定处治方案，分别提出了三个处治方案，

（1）隧道方案：以隧道方式穿越滑坡体，避开库岸坍塌的影响，特点造价较高。

（2）路基处治方案：路基在老路上改扩建，处治库岸坍塌，提出了多种处治方案，有混凝土块铰链沉排、注浆加固、钢花管注浆加固、桩板墙加固等，但因该段路基外侧边坡位于水中，边坡较陡，且不平整，路面距离基岩有90m左右，桩板墙等构筑物难以设置至基岩中，因此路基处治方案不能完全解决路基的稳定，只能缓解库岸的侵蚀速度。

（3）路基避让方案：在确定预测库岸再造线的基础上，路线向山体侧平移，路基避开预测库岸再造线，不受库岸坍塌的影响，保证路基的安全。

经过对各方案的比选论证，综合工程投资，后期运营费用等因素综合分析，推荐路基避让方案，该方案通过相关单位及专家的评审。

2.3 对库岸坍塌处治方案的一些体会

库岸坍塌处治的方案有多种，但需因地制宜，以下列出处治方案所适用的条件。

混凝土块铰链沉排方案：适用于库岸边坡较平缓，且坡面平顺，混凝土块铰链能够紧压在边坡上，能最大程度阻止库水的掏蚀及冲刷。

桩板墙加固方案：适用于桩板墙基础能深入到基岩中，保证桩板墙的整体稳定，能更好的阻止库岸坍塌，如果桩板墙基础能深入到基岩中，那该方案能比较好的防止库岸坍塌。

注浆加固方案：适用于土体松散地段，能缓解库岸坍塌的影响，但不能彻底处治。

库岸侵蚀边坡加固方案：如边坡码砌，边坡坡面防护等，适用于库岸边坡较缓，在水库蓄水前施工能有效的处治库岸侵蚀。

避让方案：能有效的避开库岸坍塌的影响，但需保证预测库岸宽度影响线的正确性，且现阶段还没有很完善的方案及模型来确定库岸再造线。

3 结束语

随着最近几年水电站的大力建设，受库岸坍塌的公路也越来越多；安全、经济、合理的选择库岸坍塌处治方案很重要，本文针对丽宁公路受到库岸坍塌影响的处治方案有一些体会，不足之处，敬请指正。

参考文献

[1]《公路路基设计规范》JTG D30-2015，人民交通出版社股份有限公司，2015.04；

[2]《公路路基设计规范》释义手册，人民交通出版社股份有限公司，2015.04；

[3] 公路设计手册《路基》第二版，人民交通出版社，1996.05；

[4] 《丽宁公路丽江古城至宁蒗开元桥段改扩建工程土建第七合同K34+899.191～K36+081.408段》施工图设计图纸，武汉市公路勘察设计院，2014.07；