- 收藏
- 加入书签
库区水位变化对库岸建筑物选址以及稳定性评价
摘要:我国三峡库区流域有着规模巨大的经济体,库水周边建筑物常常延流域分布广泛,库岸建筑物的选择往往取决于库水位的稳定性,库岸的稳定性往往受到库水位和降雨的影响。本文分析了库水变化对建筑物选址的影响,主要通过对水位涨落变化以及降雨量对选址的影响,并提出了相关确保库岸建筑物稳定的对策,结合当地经济发展水平以及实际的工程地质情况,意在对建筑物的选址提供一些参考依据。
关键字:水位变化,降雨变化,库岸稳定,建筑物选址
1、引言
众所周知,在某些水库蓄水完成之后,库水位的上升和下降对库岸两边的土体稳定性、边坡稳定性都有极大的影响,尤其是沿岸进行建筑物的选址以及桥梁的布设,都必须考虑库岸稳定性的影响。那么库水位的升降作用,对沿岸建筑物的所带来的影响,以及如何正确选择建筑物在库水地区的位置,一直以来都是工程领域的热点问题。
我国的三峡水库经济带区域有着沿线最多的库岸建筑物,因此本文选择三峡库区作为研究对象。观察到多数建筑物在初步设计时或者建成状态,并未考虑库水位升降的影响,尤其是自2003年以来,三峡库区蓄水完成之后,水位大幅度上升,水库的重新调节运行,使其有显著的变化波动,使得库区原本的岩体处在一个饱和和非饱和的交替变化中。但之前很多城市的建设并未考虑库水位的上升和循环作用,现就库水位的循环上升作用,对建筑物的选址提供一些依据[1]。
2、库水位对选址的影响
三峡水库蓄水完成后,库水位的上升及循环升降将对库区沿岸的房屋、桥梁、路基等建筑物的安全性造成极大影响。在水位升降作用下,对三峡库区沿岸建筑物的影响效应进行分析研究,为建筑物安全性的评估提供一定依据。
通常情况,库岸两侧的滑坡体变形速度与库水位变化及大气降雨关系紧密,随着与水库之间距离增大,库水位变化对滑坡体地表变形速度的影响逐渐减小,故通常建筑物的选址宜远离库岸。或达到一定的安全范围,该安全距离的选择,取决于每年的库水涨落情况[2]。
在库水位上升的过程中,滑坡体地表变形速度相对降低,在水库高水位运行期间变形速度缓慢增大,随后在每年库水位下降期间变形速度快速增大。所以对于工程建设而言,每年的库水位下降阶段,要密切关注两岸的坡体变形情况,变形速率,以及变形趋势。
我国三峡库区近年来的多数滑坡,均处于蠕滑变形阶段,即缓慢滑动。滑坡体地表及深部累积位移随时间缓慢增大,其中滑坡体中部地表和深部变形总量和变形速度最大,滑坡体前缘变形速度次之,滑坡体后缘变形量较小。同时,建筑物的选址还取决于以下条件:①水文及水文地质条件。在沿江河地区选择建筑地址时,要调查和掌握有关的水文资料,特别是汛期洪水最高水位等情况,防止洪水侵害。同时,在水文地质条件方面要考虑地下水位的情况。②气候因素。规划时应该详细了解当地的自然气候环境条件。③配套设施。配套设施包括交通运输条件。建筑物的地点应该具有良好的交通运输条件,应选择靠近现有的水陆空交通运输线,对于道路等,还应该考虑铺设铁路专线或建设专用水运码头等。④水电供应条件。仓库应该选择靠近水源,电源的地方,以保证方便和可靠地水电供应。
3、降雨对选址的影响
大气降雨则对整个滑坡不同区域变形速度均有影响,滑坡体变形速度受降雨量和库水位波动综合影响,在非雨季库水位上升期间,滑坡体地表变形速度降低,而在雨季及库水位下降期,滑坡地表变形速度显著增大,降雨对滑坡的影响示意图如图2。
水位下降期的地表变形同时受大气降雨与库水位综合影响,据三峡库区水文气候资料调查显示,由降雨所引起的滑坡前缘地表变形速度最大可达到5mm/月,超出该变形量的部分主要受库水位下降影响,库水位下降所引起地表变形速度最大可达到5-7mm/月。自2008年三峡水库正式运行以来,已经历多次145-175m水位循环周期,滑坡体内部应力经过多次水位升降调整后逐渐趋于平衡,后续几次库水位下降期的地表变形量虽然仍略高于往年库水位稳定期水平,但比2009年第一次库水位下降期逐年降低。库区内诸多滑坡目前发生整体滑动破坏的可能性较小,但受降雨及库水位波动等因素影响,局部将有可能发生小规模变形,滑坡体某些大区域地表和深部变形速率有加快趋势。这对于目前建筑物的选址有一定的参考意义,选址时要结合建筑物的使用寿命以及坡体变形的综合情况,考虑经济等诸多因素进行选择。
远距离上,库区内的很多滑坡目前处于基本稳定状态,但由于该趋于的滑坡体紧邻三峡流域的各个水库,降雨和库水位波动仍会对其前缘稳定性造成影响,存在局部发生小规模浅层塌岸和变形的可能。大部分库岸地区除了局部区域发生浅层地表变形外,无整体变形迹象,变形趋势不明显。此区域适宜建筑物的修建。但不排除若发生前缘牵引破坏,滑坡后部失稳的可能,故持续的地表监测以及水位和降雨的监测,对周边建筑物的稳定都有重要的指导作用[3]-[4]。
4、确保库岸建筑物稳定对策
目前,三峡库区内的滑坡大多数仍已监测为主,仅在部分前缘部位布设了抗滑桩,用于提高浅表层局部稳定性,同时在前缘设置了干砌块石以减缓库水位对滑坡前缘的改造过程。监测数据表明,目前三峡库区的部分滑坡仍在缓慢变形,抗滑桩结构和干砌块石护坡区也存在一定变形,目前处于可控状态。
基于变形监测和稳定性综合分析可知,上述内容也提到前缘稳定性与水的因素密切相关,因此,建议对库区的滑坡前缘以排水工程为主,防护与加固措施为辅。
具体措施有:
(1)加强监测预警。岸坡地质环境劣化的过程持续时间比较长,岩体结构的变化隐藏在岸坡的内部,只有通过监测才能对其情况进行准确掌握,并通过灾害识别及稳定性测评系统合理的分析和预测来防范或降低灾害损失。另外,通过监测预测还可以对防治工程建设的效果进行衡量。岸坡监测预测的基本内容主要包括质体的变化,防治工程的结构、地下水及周边环境的变化等。岸坡监测预测的地域并不是随意的,主要是针对地质结构较差的点、线、面进行监测预测,尤其是加强对各类滑坡和塌岸的监测预测。当然,对于不同的地质构造类型,除保证基本监测预测内容外,还要加强其他方面的监测预测。如对滑坡的监测预测内容还应包括滑坡深部位移监测、滑坡地应力监测。
(2)地表排水。鉴于降雨、山洪及地表水深入对前缘斜坡稳定性影响较大,建议在沿公路布置两条近东西向延伸的截水沟,将降水、山洪和地表径流引入头道沟和四道沟,并排入长江。排水工程宜采用浆砌块石,并严格控制工程质量,防治漏水现象。工程完成后严防工程破坏,并及时采取修补措施。
(3)地下排水。地下排水管网应考虑地质工程特点,而不应该仅采用一般市政设计标准,管道直径宜采用市政标准的1.3~1.5倍。斜坡支挡工程应加排水孔,并设置反滤层。
(4)及时的防护措施。目前,黄土坡滑坡前缘已经采取干砌块石进行了防护,需定期检查防护效果,及时对破坏的部位进行修复。
(5)合理修建建筑物。斜坡上部建筑的修建对斜坡稳定性也是十分不利的,因而应在前缘严格限制新建筑的出现,前缘地裂缝发育区更应杜绝新建筑出现。选址的重要性由此可见。
5、结论
本文分析了库水变化对建筑物选址的影响,主要通过对水位涨落变化对选址的影响,以及降雨对选址的影响,并提出了相关确保库岸建筑物稳定的对策,结合当地经济发展水平以及实际情况,对建筑物的选址提供一些参考依据。
参考文献
[1]阳波,王子健,周鹏,武黎明,张佳宁,张鑫,罗文宇.库水位上升对岸坡建筑桩基的稳定性影响分析[J].科学技术创新,2020(26):135-136.
[2]贺春晖.三峡库区水位升降对沿岸建筑物的影响效应[J].路基工程,2009(03):94-95.
[3]刘刚,彭峰.水库岸危岩体稳定评价及其治理[J].科技创新导报,2007(33):45-47+49.DOI:10.16660/j.cnki.1674-098x.2007.33.050.
[4]韦凯.龙宫河水库工程选址与建筑物选型分析[J].水科学与工程技术,2018(04):79-81.DOI:10.19733/j.cnki.1672-9900.2018.04.026.
作者简介:姓名:刘迎杰,1993-09;性别:男;籍贯:湖北武汉;民族:汉族;学历:研究生,毕业于英国利物浦大学;现有职称:初级工程师;研究方向:结构设计;


京公网安备 11011302003690号